表皮再生におけるNotchシグナルの変化の解析と治療への応用

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26461686
• 研究機関: 信州大学
• 研究代表者: 奥山 隆平 信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (80292332)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: Notch / 再生表皮 / 皮膚潰瘍 / IL-36

研究実績の概要

潰瘍が修復する過程で表皮細胞は形態が変化し、潰瘍表面を遊走して欠損部を被覆していく。私はこの過程でシグナル伝達分子Notchの発現が低下することを見出した。Notchは様々な細胞において、増殖や分化、生存を制御しているので、皮膚潰瘍の再生表皮におけるNotchの役割の解析を図った。
まずは、in vitroでの解析を進めた。Notchを過剰発現する一方、siRNAやinhibitorを用いてNotchの働きを抑制した。その結果、Notchの発現が低下しても、表皮細胞の増殖には大きな影響を及ぼさないことがわかった。一方、表皮の分化に伴って発現が誘導されるケラチン 1やケラチン 10の発現は低下することから、Notchの発現低下は表皮細胞の分化を抑制することがわかった。さらに、その発現低下によって、IL-36が誘導されることを見出した。
次に、in vivoで解析するため、マウス皮膚にNotchシグナルのinhibitorを塗布した。その結果、in vitroの結果と合致して、Notchを抑制することで表皮細胞の分化が抑制されるとともに、IL-36の発現が誘導されることがわかった。より詳細に検討するために平成28年度には、ケラチン 6のプロモーターにNotch1もしくはNotch2のcDNAにつなげた遺伝子導入マウスの作成を試みた。50以上の受精卵に遺伝子を注入したが、遺伝子導入マウスは作成できず、胎生致死に陥っていると思われた。導入遺伝子のコンストラクトを変更して、薬剤による誘導系の導入が必要と思われた。
以上の結果をふまえ、皮膚潰瘍での再生表皮でNotchの発現が低下するのは、表皮細胞の分化を抑制して細胞の可塑性を高めること、IL-36を誘導して外来からの病原微生物に対して耐性を高めること、という生物学的意義があることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Bach2 controls homeostasis of eosinophils by regulating T cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Kato H, Ebina-Shibuya R, Itoh-Nakadai A, Okuyama R, Igarashi K
  • 雑誌名: Tohoku J Exp Med 巻: 241 ページ: 175-182
  • DOI: 10.1620/tjem.241.175
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AhR links atopic dermatitis and air pollution via Artemin induction (2017)
  • 著者名/発表者名: Hidaka T, Ogawa E, Kobayashi EH, Suzuki T, Funayama R, Nagashima T, Fujimura T, Aiba S, Nakayama K, Okuyama R, Yamamoto M
  • 雑誌名: Nat Immunol 巻: 18 ページ: 64-73
  • DOI: 10.1038/ni.3614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of BRAFV600K mutant tumor-derived DNA in the pleural effusion from a patient with metastatic melanoma (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakaizawa K, Ashida A, Uhara H, Okuyama R.
  • 雑誌名: Clin Chem Lab Med 巻: 55 ページ: e92-e95
  • DOI: 10.1515/cclm-2016-0634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intratumoral expression levels of PD-L1, GZMA, and HLA-A associated with oligoclonal T cell expansion predict response to nivolumab in metastatic melanoma (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue H, Park JH, Kiyotani K, Zewde M, Miyashita A, Jinnin M, Kiniwa Y, Okuyama R, Tanaka R, Fujisawa Y, Kato H, Morita A, Asai J, Katoh N, Yokota K, Akiyama M, Ihn H, Fukushima S, Nakamura Y
  • 雑誌名: Oncoimmunology 巻: 5 ページ: e1204507
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Novel role of ASC as a regulator of metastatic phenotype (2016)
  • 著者名/発表者名: Okada N, Fujii C, Matsumura T, Kitazawa M, Okuyama R, Taniguchi S, Hida S
  • 雑誌名: Cancer Med 巻: 5 ページ: 2487-2500
  • DOI: 10.1002/cam4.800
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Immunotherapy for advanced melanoma: Current knowledge and future directions (2016)
  • 著者名/発表者名: Nakamura K, Okuyama R
  • 雑誌名: J Dermatol Sci 巻: 83 ページ: 87-94
  • DOI: 10.1016/j.jdermsci.2016.05.009
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Quantitative analysis of the BRAFV600E mutation in circulating tumor-derived DNA using competitive allele-specific TaqMan PCR in melanoma patients (2016)
  • 著者名/発表者名: Ashida A, Sakaizawa K, Mikoshiba A, Uhara H, Okuyama R
  • 雑誌名: Int J Clin Oncol 巻: 21 ページ: 981-988
  • DOI: 10.1007/s10147-016-0976-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fish collagen is an important panallergen in the Japanese population (2016)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Y, Akiyama H, Huge J, Kubota H, Chikazawa S, Satoh T, Miyake T, Uhara H, Okuyama R, Nakagawara R, Aihara M, Hamada-Sato N
  • 雑誌名: Allergy 巻: 71 ページ: 720-723
  • DOI: 10.1111/all.12836
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of Epidermal Growth Factor Receptor Induces Tumor Necrosis Factor-α via Activation of Peroxisome Proliferator-Activated Receptor-γ and Nuclear Factor-κB in Sebocytes: A Possible Pathogenesis of Papulopustular Rash (2016)
  • 著者名/発表者名: Ashida A, Ogawa E, Uhara H, Koizumi T, Okuyama R
  • 雑誌名: J Dermatol Sci 巻: 82 ページ: 53-56
  • DOI: 10.1111/1346-8138.13262
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Melanomas favor mechanical stress points on the plantar surface (2016)
  • 著者名/発表者名: Minagawa A, Omodaka T, Okuyama R
  • 雑誌名: N Engl J Med 巻: 374 ページ: 2404-2406
  • DOI: 10.1056/NEJMc1512354
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 5-Hydroxymethylcytosine as a putative marker for erosive adenomatosis of the nipple (2016)
  • 著者名/発表者名: Takazawa Y, Edamitsu T, Maeno K, Ogawa E, Uhara H, Kawachi S, Ito K, Okuyama R
  • 雑誌名: J Dermatol 巻: 374 ページ: 579-580
  • DOI: 10.1111/1346-8138.13237
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Comparative study of cutaneous adverse reactions induced by a proteasome inhibitor with skin eruptions in Nakajo-Nishimura syndrome (2016)
  • 著者名/発表者名: Kunimoto K, Kanazawa N, Furukawa F, Manabe K, Asagoe K, Yamasaki O, Kabahara T, Kanaoka M, Aihara M, Terasaki Y, Izaki S, Okuyama R, Yamamoto T, Hanna J
  • 学会等名: The 41th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai
  • 年月日: 2016-12-09 – 2016-12-11
• [学会発表] Novel role of ASC as a regulator of metastatic phenotype (2016)
  • 著者名/発表者名: Okada N, Fujii C, Matsumura T, Kitazawa M, Tanigushi S, Hida S, Uhara H, Okuyama R
  • 学会等名: The 41th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai
  • 年月日: 2016-12-09 – 2016-12-11
• [学会発表] Defieciency of Bach2 results in improved tumor immunity by enhancing effector function in CD8+ T cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, Watanabe-Matsui M, Sharda DR, Igarashi K, Okuyama R.
  • 学会等名: The 41th Annual Meeting of the Japanese Society for Investigative Dermatology
  • 発表場所: Sendai International Center, Sendai
  • 年月日: 2016-12-09 – 2016-12-11
• [学会発表] Evaluation of response to nivolumab treatment in patients with metastatic melanoma using circulating tumor DNA (2016)
  • 著者名/発表者名: 芦田敦子、境澤香里、宇原久、奥山隆平
  • 学会等名: 日本癌学会
  • 発表場所: 横浜、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [学会発表] Combination of a BRAF inhibitor and a Toll-like receptor 7 agonist shows synergistic anti-tumor effects (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村謙太、谷口智憲、ポピバノバ ボリアナ、村田眞志、太田陽介、御子柴飛鳥、木庭幸子、奥山隆平、河上裕
  • 学会等名: 日本癌学会
  • 発表場所: 横浜、パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-10-06 – 2016-10-08