癌幹細胞化を阻止する画期的分子標的治療薬の開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26293196
• 研究機関: 埼玉医科大学
• 研究代表者: 各務 博 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (30418686)
• 研究分担者: 矢野 聖二 金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (30294672) ; 梅津 哉 新潟大学, 医歯学総合病院, 准教授 (50251799) ; 土田 正則 新潟大学, 医歯学系, 教授 (60293221)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: DDX3X / EGFR / β-catenin / VEGFR

研究実績の概要

DEAD/H (Asp-Glu-Ala-Asp/His) box polypeptide 3, X-linked (DDX3X)が肺癌癌幹細胞化のkey playerであることを明らかとし、これを標的分子とした画期的な癌幹細胞化阻止療法を開発する、ことを目的として平成26年度より本研究を行っている。
平成26年度の研究に於いて、DDX3Xが、①癌幹細胞化＋Epithelial Mesenchymal Transition (EMT)を誘導すること、②EGFR系からβ-catenin系へのシグナルスイッチを引き起こすこと、③EGFRシグナル依存性喪失による高いEGFR-TKI耐性を誘導すること、を国際誌に報告した。
平成27年度の研究では、EGFR exon19 delを有するヒト肺腺癌細胞株PC9をSCIDマウスに皮下接種したxenograft modelを用いて、EGFR-TKIとβ-catenin inhibitorのin vivoでの抗腫瘍効果を評価した。この結果、EGFR-TKI単独では早期に耐性化するDDX3X遺伝子導入PC9細胞においてもβ-catenin inhibitorを併用することで長期の治療効果を得ることができることを明らかとした。また、DDX3Xにより誘導されるEMTに着目した研究を進めた。EGFR exon19 delを有するヒト肺腺癌細胞株PC9にDDX3Xを強制発現することで①E/N-cadherinスイッチ及びvimentin発現が誘導されること、②EMT
化した肺癌細胞はVEGFR2を細胞外に発現すること、③EMTした肺癌細胞を駆逐するためにはEGFR-TKIとVEGFR-TKIの併用療法が有効であること、を発見した。この結果は平成28年日本癌学会総会で発表予定であり、論文投稿を準備している。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究初年度である平成26年度において、#1のDDX3X RNA helicase inhibitorの治療メカニズムの基礎となるDDX3Xによるシグナルスイッチ現象、癌幹細胞化、EMT促進のメカニズムをin vitroで明らかとし、論文として発表することができた。
in vivoの抗腫瘍効果についてDDX3X RNA helicase inhibitorの阻害活性が不十分であることが判明し、現在の化合物では十分な効果が得られないことが明らかとなった。そこで、DDX3Xによる誘導される癌幹細胞化、EMTにおいて活性化されている増殖シグナルを検索した。この結果、分化方向の偏位によりβcatenin シグナルやVEGFRシグナルが誘導されていることが明らかとなった。肺癌の治療耐性において果たしている役割を明らかにするために、EGFR遺伝子変異陽性肺癌を用いて、本来ligand非依存的増殖シグナルであるEGFRシグナルに依存している肺癌が、DDX3X発現によりsignal addiction switchすることでEGFR-TKI耐性化することを証明した。xenograft model を用いて、in vivoでEGFR-TKIとβ-catenin inhibitorおよびVEGFR-TKI, anti-VEGF mAbを併用したところ、投薬を止めても継続する長期の抗腫瘍活性を得られることが明らかとなった。
以上より、最終的な目的である臨床試験を立案するために必要な基礎データ、臨床データの蓄積がなされており、当初の予定通り進んでいると考えている。

今後の研究の推進方策

1.平成28年度中に肺癌手術検体を用いて、DDX3X発現頻度とVEGFR発現及びβcatenin陽性頻度を半定量化し相関解析する。
2.現時点で、肺癌に適応のあるβcatenin阻害剤はないため、まずDDX3X発現をバイオマーカーとしたEGFR遺伝子変異陽性肺癌に対するEGFR-TKIとVEGFR-TKI併用療法の臨床試験立案を行う。
3. 基礎的検討として、DDX3X発現によりVEGFRが細胞外に発現する分子メカニズムおよび細胞内でのシグナルクロストークを明らかとする。

次年度使用額が生じた理由

平成２７年１０月末をもって新潟大学を退職し、１１月１日付けで埼玉医科大学国際医療センターに転任した。このため、新たな実験施設での実験計画承認を得るまでの期間を要した。

次年度使用額の使用計画

埼玉医科大学国際医療センターゲノム研究センターにおける研究計画承認はすでになされている。新潟大学では共同研究者により、主に肺癌手術検体を用いたDDX3X、βcatenin、VEGFR発現の検討を行う。in vitroの基礎的検討及びxenograft modelを用いたDDX3X遺伝子導入肺癌治療モデルの研究は埼玉医科大学で継続する。
特にin vivo投与する薬剤は高額となるため、次年度使用額を用いて研究をさらに進める。

研究成果

• [雑誌論文] Nephrotoxicity of cisplatin combination chemotherapy in thoracic malignancy patients with CKD risk factors. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato, K., Watanabe, S., Ohtsubo, A., Shoji, S., Ishikawa, D., Tanaka, T., Nozaki, K., Kondo, R., Okajima, M., Miura, S., Tanaka, J., Sakagami, T., Koya, T., Kagamu, H., Yoshizawa, H., and Narita, I.
  • 雑誌名: BMC Cancer 巻: 16 ページ: 222
  • DOI: 10.1186/s12885-016-2271-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Critical Roles of Chemoresistant Effector and Regulatory T Cells in Antitumor Immunity after Lymphodepleting Chemotherapy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Saida, Y., Watanabe, S., Tanaka, T., Baba, J., Sato, K., Shoji, S., Igarashi, N., Kondo, R., Okajima, M., Koshio, J., Ichikawa, K., Nozaki, K., Ishikawa, D., Koya, T., Miura, S., Tanaka, J., Kagamu, H., Yoshizawa, H., Nakata, K., and Narita, I.
  • 雑誌名: J Immunol 巻: 195 ページ: 726-735
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1401468.
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] Circulating small cell lung cancer cells and DDX3X-specific effector T cells in peripheral blood of SCLC patients (2015)
  • 著者名/発表者名: 大坪亜矢、各務博、菊地利明、等
  • 学会等名: 日本癌学会総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市、愛知県）
  • 年月日: 2015-10-08 – 2015-10-10