消化器癌幹細胞の特性を制御するmicroRNAの同定と治療への応用

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26293290
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 馬場 秀夫 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (20240905)
• 研究分担者: 石本 崇胤 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 准教授 (00594889) ; 馬場 祥史 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (20599708) ; 岩槻 政晃 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (50452777) ; 今村 裕 公益財団法人がん研究会, その他部局等, 医員 (70583045) ; 渡邊 雅之 公益財団法人がん研究会, その他部局等, 食道担当部長 (80254639)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 癌幹細胞 / 循環微量癌細胞 / microRNA / CD44 / Hippo pathway / 消化器癌

研究実績の概要

1.肝細胞癌の癌幹細胞性を制御するシグナルとしてHippo pathwayに注目し、pathwayのtransducerであるTAZとYAPの発現バランスが腫瘍形成能および癌幹細胞マーカーの発現に深く関わる事を明らかにした。さらにTAZの発現を抑制するmicroRNAとしてmiR-9-3pを見出し、肝細胞癌におけるmiR-9-3pを介したTAZ発現制御機構を明らかにした。
2.食道扁平上皮癌においてはmiR-145がmethylationにより発現抑制されることで発癌に関与する事、進行大腸癌に対する抗EGFR療法にmiR-31-5p発現の量が影響する事を示し、発癌から進行癌の治療抵抗性にもmicroRNA発現量が深く関わることが明らかになった。
3.臨床検体を用いた解析として血液検体からCELLSEARCH SYSTEMを用いた循環微量癌細胞(circulating tumor cell; CTC)の検出・分離を行い、癌幹細胞マーカーであるCD44陽性細胞を分取した。更にCTCを免疫不全マウスへ移植し、CD44陽性分画が高い腫瘍形成能を有すること、シスチントランスポーターであるxCTの発現が高い事を明らかにした。この結果は、これまで私たちが示してきた消化器癌細胞株を用いた解析所見を支持するものであり、CTCにおける癌幹細胞マーカーの発現が転移巣形成に重要であることが示された。

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

昨年度はmicroRNA網羅的解析をおこない癌幹細胞マーカー発現および治療抵抗性に関わる候補microRNAを抽出し、候補microRNAの機能解析および各種癌進展に与える影響について検討を継続的に行なった。本年度も、新たに肝細胞癌、食道扁平上皮癌、大腸癌において重要なmicroRNA-gene pathwayを見出し報告している。更に次のステップとして消化器癌術後組織や血液検体からのがん幹細胞分画の抽出および免疫不全マウスへの移植など生体レベルでの解析を遂行した。特に、血液中の循環微量癌細胞の検討では、がん転移巣形成メカニズムに関わる重要な知見を得た。得られた研究成果については、原著論文として国際的科学研究誌へ報告し各種学会および定期的な市民公開講座において発表をおこなっている。

今後の研究の推進方策

本年度までの研究結果から、各種消化器癌において進展及び分子標的薬剤抵抗性を制御するmicroRNAを複数同定し機能解析をおこなった。今後は、進行消化器癌に対する新しい分子標的薬剤開発を視野に入れ、転移巣形成に関わる因子に照準を絞った研究を展開する。具体的に、私たちは大腸癌術後検体からのPDX (patient derived xenograft) model作製を継続的に行っており、癌幹細胞マーカーを強発現し腫瘍形成能が高い癌幹細胞株を樹立している。この癌幹細胞株を用いて、通常の細胞株では検討出来ない癌幹細胞特異的なシグナルを見出し、治療標的分子としての可能性を検討する。

次年度使用額が生じた理由

消耗品につき、比較的安価で購入が出来、また医局保管のものをしようすることが出来たため。

次年度使用額の使用計画

今後は、進行消化器癌に対する新しい分子標的薬剤開発を視野に入れ、転移巣形成に関わる因子に照準を絞り、癌幹細胞株を用いて通常の細胞株では検討出来ない癌幹細胞特異的なシグナルを見出し、治療標的分子としての可能性を検討する予定であり、細胞株樹立にかかる実験消耗品費購入費、及びデータ管理、資料作成等にかかる事務補佐員の給与に充てる予定である。
また、最終年度でもあるため、研究成果発表のための旅費にも充てたいと考える。

研究成果

• [雑誌論文] An imbalance in TAZ and YAP expression in hepatocellular carcinoma confers cancer stem cell-like behaviors contributing to disease progression. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi H, Higashi T, Yokoyama N, Kaida T, Sakamoto K, Fukushima Y, Ishimoto T, Kuroki H, Nitta H, Hashimoto D, Chikamoto A, Oki E, Beppu T, Baba H
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: 75(22) ページ: 4985-97
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-15-0291.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] miR-9-3p plays a tumour-suppressor role by targeting TAZ (WWTR1) in hepatocellular carcinoma cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Higashi T, Hayashi H, Ishimoto T, Takeyama H, Kaida T, Arima K, Taki K, Sakamoto K, Kuroki H, Okabe H, Nitta H, Hashimoto D, Chikamoto A, Beppu T, Baba H
  • 雑誌名: Br J Cancer 巻: 113(2) ページ: 252-8
  • DOI: 10.1038/bjc.2015.170.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppressor microRNA-145 is epigenetically regulated by promoter hypermethylation in esophageal squamous cell carcinoma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Harada K, Baba Y, Ishimoto T, Kosumi K, Tokunaga R, Izumi D, Ohuchi M, Nakamura K, Kiyozumi Y, Kurashige J, Iwagami S, Miyamoto Y, Sakamoto Y, Yoshida N, Oki E, Watanabe M, Baba H
  • 雑誌名: Anticancer Res 巻: 35(9) ページ: 4617-24
  • 査読あり
• [雑誌論文] Association of microRNA-31-5p with clinical efficacy of anti-EGFR therapy in patients with metastatic colorectal cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Igarashi H, Kurihara H, Mitsuhashi K, Ito M, Okuda H, Kanno S, Naito T, Yoshii S, Takahashi H, Kusumi T, Hasegawa T, Sukawa Y, Adachi Y, Okita K, Hirata K, Imamura Y, Baba Y, Imai K, Suzuki H, Yamamoto H, Nosho K, Shinomura Y
  • 雑誌名: Ann Surg Oncol 巻: 22(8) ページ: 2640-8
  • DOI: 10.1245/s10434-014-4264-7.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Noncoding RNA Expression Aberration Is Associated with Cancer Progression and Is a Potential Biomarker in Esophageal Squamous Cell Carcinoma. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugihara H, Ishimoto T, Miyake K, Izumi D, Baba Y, Yoshida N, Watanabe M, Baba H
  • 雑誌名: Int J Mol Sci 巻: 16(11) ページ: 27824-34
  • DOI: 10.3390/ijms161126060.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of circulating tumor cells derived from advanced gastric cancer. (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyoshima K, Hayashi A, Kashiwagi M, Hayashi N, Iwatsuki M, Ishimoto T, Baba Y, Baba H, Ohta Y
  • 雑誌名: Int J Cancer 巻: 137(4) ページ: 991-8
  • DOI: 10.1002/ijc.29455. Epub 2015 Feb 13.
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 胃癌におけるトラスツズマブ二次耐性に関与するmicroRNAの同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩槻政晃、藏重淳二、江藤弘二郎、糸山明莉、黒田大介、江藤二男、小澄敬祐、馬場祥史、坂本快郎、吉田直矢、馬場秀夫
  • 学会等名: 第26回日本消化器癌発生学会
  • 発表場所: 米子全日空ホテル（鳥取県）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] 肝細胞癌進展におけるHippo-pathwayを介した癌幹細胞性獲得機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林洋光、東孝暁、坂本慶太、横山奈緒美、武山秀晶、甲斐田剛圭、北野雄希、山村謙介、新田英利、橋本大輔、近本 亮、別府 透、高森啓史、馬場秀夫
  • 学会等名: 第26回日本消化器癌発生学会
  • 発表場所: 米子全日空ホテル（鳥取県）
  • 年月日: 2015-11-20
• [学会発表] Suppressor microRNA-145 is epigenetically regulated by promoter hypermethylation in esophageal squamous cell carcinoma (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuto Harada、Yoshifumi Baba, Keisuke Kosumi, Ryuma Tokunaga, Daisuke Izumi, Mayuko Ouchi, Kennichi Nakamura, Yuki Kiyozumi, Junji Kurashige, Yukiharu Hiyoshi, Shiro Iwagami, Yuji Miyamoato, Yasuo Sakamoto,1 Naoya Yoshida, Masayuki Watanabe, Hideo Baba.
  • 学会等名: AACR Annual Meeting 2015
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center（米国・フィラデルフィア）
  • 年月日: 2015-04-21
  • 国際学会
• [学会発表] Helicobacter pylori Infection causes gastric cancer initiation and progression via miR-328/CD44 signaling. (2015)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Miyake、Takatsugu Ishimoto, Hidetaka Sugihara, Kojiro Eto, Daisuke Izumi, Junji Kurashige, Yukiharu Hiyoshi, Shiro Iwagami, Yoshifumi Baba, Yuji Miyamoto, Naoya Yoshida, Hideo Baba.
  • 学会等名: AACR Annual Meeting 2015
  • 発表場所: Pennsylvania Convention Center（米国・フィラデルフィア）
  • 年月日: 2015-04-19
  • 国際学会
• [学会発表] microRNAを標的とした胃癌腹膜播治療標的の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 藏重淳二、美馬浩介、岩上志朗、江藤弘二郎、杉原栄孝、泉大輔、小澄敬祐、徳永竜馬、日吉幸晴、宮本裕士、坂本快郎、馬場祥史、吉田直矢、杉町圭史、三森功士、馬場秀夫
  • 学会等名: 第115回日本外科学会定期学術集会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（愛知県）
  • 年月日: 2015-04-17