2016 Fiscal Year Research-status Report
消化器癌に特異的な糖鎖暗号（sugar code）の解読
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16K10563
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
橋本 真治 筑波大学, 医学医療系, 講師 (60624666)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小田 竜也 筑波大学, 医学医療系, 教授 (20282353)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 消化器癌 / 糖鎖 / レクチン / 腫瘍マーカー / 組織アレイ / 膵癌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞表面の蛋白質は様々な翻訳後修飾を受けて初めて各種細胞に適した機能を発揮する。同じ蛋白質であっても糖鎖修飾によって機能は大きく変化し、癌の進展度、転移・再発を反映した糖鎖構造は特徴的である。糖鎖にはN型とO型の２つがあるが、特に、O型糖鎖は蛋白質から外す事が困難で解析が技術的に困難であった。我々は最新のレクチンマイクロアレイを用いて膵癌に特異的なO型糖鎖を同定したが、各種消化器癌の形態情報と関連づけた癌糖鎖発現プロファイルは手付かずの研究分野である。消化器癌（食道、胃、大腸、肝臓、膵臓、胆道）及び乳がん、肺がんの当院での手術摘出検体より組織アレイを作成した。膵癌に対する先行研究で発現を認めた糖鎖構造、及びこれまでの既報により報告された癌特異的に発現を認める糖鎖構造を認識するレクチンを計19個選定し、レクチン染色を行うことで、網羅的な糖鎖発現パターンを同定することが可能であった。レクチン染色から、レクチンアレイでは明らかとはならない組織内での糖鎖発現の分布、癌細胞、正常細胞、間質細胞といった性質の異なる染色強度の違いを認識することが可能となる。各レクチン染色パターンは、この同一組織内での強度の解析により、癌―間質組織での違いを示すものが認められ、この糖鎖認識レクチンが、癌研究により有用なプローブとなることが示唆された。各臓器の正常組織、癌組織を比較することで、癌に特異的に発現する糖鎖構造、認識レクチンが同定された。今後の、糖鎖―レクチンを利用した新たな癌標的マーカーへの応用、また新規薬剤開発へとつながる癌研究の癌プローブとしても応用が期待される結果となった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H28年度(1年目)は、消化器臓器（食道、胃、肝臓、すい臓、胆管、結腸・直腸）の当院における過去の手術検体より、24例を選定し、それぞれがん部24例、正常組織24例を収集した。同様に肺、乳腺より24例、また膵NET、膵IPMNから12例を選定した。これら臨床検体を用いて1スライドに12-24スポットを乗せた組織アレイを作成した。先行研究である膵癌におけるレクチンマイクロアレイで、有意であったレクチンを19個選択し、レクチンにHRP標識、ビオチン標識を結合することでレクチン染色を行い、各臓器がん、正常組織における網羅的な糖鎖発現解析を行った。染色パターンを、同一組織内での癌細胞―間質組織の染色強度の違いから分類、間質組織には染まらず、癌細胞に有意な染色を示すレクチンが、癌研究において有用であると判断した。さらに、これまでの癌における糖鎖発現に関する報告された糖鎖構造の認識レクチン３種類を加え、レクチン染色を行い、計22種類のレクチン染色を実施した。その中で、膵がんに着目すると、正常組織である正常膵管とがん組織を比較し、癌細胞でより優位に染色するレクチンが同定された。膵癌臨床検体を追加し、さらに染色を進めた所、正常膵管6/66、膵癌47/82と正常と癌で差が認められた。一つの臨床応用が期待できる候補レクチンとして、まず生体内での反応性を検討した。血液凝集をA型、B型、O型と確認したところ、強い凝集を認め、血液への強い結合性があり、直接の臨床応用は困難と判断した。この候補レクチン同様に、大腸がんにおける正常―癌での染色強度を示すレクチンも同定でき、各候補レクチンについて、さらなる反応性、臨床応用への展開を検討している段階である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究は、各臓器における特異的な糖鎖暗号を、組織アレイに対するレクチン染色を行うことで解析することを目標とした。各臓器24例の染色により、いくつかの癌特異的な染色を示すレクチンが同定された。この候補レクチンを、新規薬剤開発、また標的マーカーとして応用するにあたり、まず必要なのが生体内反応性の検討である。膵癌での候補レクチンが高い血液凝集性を示した通り、レクチンは一般的に血液凝集を持つとされる。この生体毒性を乗り越えるにあたり、一つはレクチン工学によるレクチン改変が可能性として挙げられる。そして、次にもとより生体内にレクチンは多く存在しており、この生体内レクチンを利用することである。今後の研究として、これまでの候補レクチンに対し生体内の反応性を調べ、さらには他の研究機関との協力のもとレクチン改変を目指す。また、生体内レクチンを用いて、組織アレイの染色を行い、さらなる候補レクチンの同定を目指す。
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| Causes of Carryover |
本研究で行われる試薬購入費用の中心はレクチン、及び染色における薬剤費である。これまでの当研究室の研究における薬剤を使用することが可能であった。また臨床検体に関して、当附属病院での検体で研究を遂行することができた。そのため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
研究遂行に必要な動物飼育設備、培養設備、顕微鏡設備などは実施場所に備わっており、大型機器の購入予定はない。
1）試薬の購入について、本研究で使用するレクチン、標識したレクチン、薬剤レクチンを精製するに必要な試薬一式の他、細胞培養試薬、血清、分子生物学実験に使用する試薬が含まれる。2）対象検体の作成費用として、本研究にて用いる組織アレイ作成、及びプレパラート作成費用が含まれる。3)研究成果の発表にかかる費用について、研究成果の発表には学会発表および論文投稿を予定しており、そのために必要経費として、国内学会参加、国際学会参加費、論文投稿料が含まれる。以上を計上した。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Cetuximab delivery and antitumor effects are enhanced by mild hyperthermia in a xenograft mouse model of pancreatic cancer.2016
Author(s)
Miyamoto R, Oda T, Hashimoto S, Kurokawa T, Inagaki Y, Shimomura O, Ohara Y, Yamada K, Akashi Y, Enomoto T, Kishimoto M, Yanagihara H, Kita E, Ohkohchi N.
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Journal Title
Cancer Sci
Volume: 107(4)
Pages: 514-520
DOI
Peer Reviewed
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