がん転移制御に向けた内皮間葉転換機構とERK5の役割解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07321
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 石澤 有紀 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (40610192)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中馬 真幸 徳島大学, 病院, 特任助教 (20819289) [Withdrawn] ; 堀ノ内 裕也 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (30716593) [Withdrawn] ; 座間味 義人 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (70550250) ; 武智 研志 徳島大学, 病院, 特任助教 (90793240) [Withdrawn] ; 合田 光寛 徳島大学, 病院, 特任助教 (40585965)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 内皮間葉転換 / ERK5 / 血管内皮細胞 / 担がんモデルマウス / 医療ビッグデータ

Outline of Annual Research Achievements

本研究は転移発症の重要な病態であると考えられる内皮間葉転換 (EndMT) を標的とし、その分子機構を明らかにするとともに、EndMTに対して抑制的に働くことが示唆されているERK5の腫瘍進展・転移における役割を解明することで、新たながん転移予防戦略の開発を目指すものである。
培養ヒト臍帯静脈内皮細胞 (HUVEC) を用いたin vitro実験によりEndMTを惹起する実験条件の確立に取り組んだ。EndMTを誘導するTGF-β でHUVECを刺激すると、内皮細胞マーカーであるCD31の発現が低下したが、ERK5活性化剤であるピタバスタチンを処置した細胞ではTGF-β刺激によるCD31の発現低下を認めなかった。このことから、培養細胞においてERK5活性化が内皮細胞としての性質の保持に寄与している可能性が示された。さらに、血管内皮細胞特異的ERK5ヘテロ欠損マウスを用いて担がんモデルを作成し腫瘍の増大に対する影響を検討した。その結果、マウス結腸癌由来細胞株 (colon-26) では腫瘍の生着を認めなかったが、ルイス肺がん由来細胞 (LLC) は経時的な腫瘍の増大を認めた。仮説ではERK5ヘテロ欠損によりEndMTが誘導され、腫瘍の増大に促進的に働くと考えていたが、現在少数例の個体において、むしろ腫瘍の増大が緩徐になっている傾向を認めている。試行数を増やしさらなる解析を行なっているところである。
これまでにがんゲノム・ビッグデータであるTCGAデータベースを用いて、ERK5によって負に制御されているVEGF、またVEGF受容体の腫瘍における発現増加は予後の悪化をきたすことを見出している。そこで、診療報酬明細書（レセプト）データベースを用い、抗VEGF薬を使用された患者データを抽出した。現在その患者背景、予後に対する抗VEGF薬の影響について解析を進めているところである。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

データベース研究、in vivo研究、in vitro研究を並行して、多面的にアプローチをしている。動物実験では内皮細胞特異的ERK5欠損マウスを用いた担がんモデルマウスを確立し、検討を行なっているところである。さらに、新たな医療ビッグデータとしてレセプトデータベースの解析手法を構築しつつあり、生命科学データベース解析と合わせて新たな知見を得るプラットフォームを整備している。COVID-19の拡大により度重なる研究活動の縮小・中断を余儀なくされている状況下においては、比較的順調な進捗であると言える。

Strategy for Future Research Activity

引き続き内皮細胞特異的ERK5欠損マウスを用いて担がんモデルマウスを作成し、腫瘍の増大、転移への影響について検討する。腫瘍の増大に対するヘテロ欠損の影響が、仮説に反するものであったことから、傾向を明らかにするために必要なサンプルサイズを再計算し、施行数を増やして検討を重ねる。また、腫瘍組織内の形状に肉眼的所見上差を認めていることから、その原因について、組織学的検討及びリアルタイムPCR法等を用いた生化学的検討により腫瘍の構成成分について明らかにする。また培養血管内皮細胞を用いたin vitro実験において変動を認めたCD31、及びTCGAデータベースで変動を確認している一酸化窒素合成酵素やVEGFの発現変動について、ERK5欠損が与える影響について検討する。
以上の基礎実験と並行して、データベースを用いた解析を進める。TCGAデータベースを用いて各種悪性腫瘍におけるEndMT関連分子、ERK5シグナル伝達経路関連分子等の遺伝子発現について解析する。さらに、レセプトデータベース、あるいは医薬品有害事象自発報告データベースに収載されるデータから、ERK 5活性に影響を及ぼす可能性のある各種薬剤（抗VEGF薬、スタチン系薬剤、抗マラリア薬など）投与ががん患者の臨床転帰に及ぼす影響について検討する。

Causes of Carryover

2020年度に研究成果の発表及び情報収集を目的として学会に参加する予定であったが、COVID-19感染拡大により各種学会が中止、あるいはオンライン開催となったために、旅費として計上していた費用が必要なくなったため、次年度使用額が生じた。今年度、学会開催が再開された場合はその旅費として使用する予定である。しかしながら、2021年度も新型コロナの終息が見えない場合は、翌年度分として請求した研究費と合わせてin vivo、in vitro実験に必要な各種消耗品の購入に使用する。

Research Products

• [Journal Article] Investigation of drugs affecting hypertension in bevacizumab-treated patients and examination of the impact on the therapeutic effect. (2021)
  • Author(s): Yagi K, Mitstui M, Zamami Y, Niimura T, Izawa-Ishizawa Y, Goda M, Chuma M, Fukunaga K, Shibata T, Ishida S, Sakurada T, Okada N, Hamano H, Horinouchi Y, Ikeda Y, Yanagawa H, Ishizawa K.
  • Journal Title: Cancer Medicine Volume: 10 Pages: 164-172
  • DOI: 10.1002/cam4.3587.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Diphenhydramine may be a preventive medicine against cisplatin-induced kidney toxicity (2021)
  • Author(s): Hamano H, Ikeda Y, Goda M, Fukushima K, Kishi S, Chuma M, Yamashita M, Niimura T, Takechi K, Imanishi M, Zamami Y, Horinouchi Y, Izawa-Ishizawa Y, Miyamoto L, Ishizawa K, Fujino H, Tamaki T, Aihara KI, Tsuchiya K.
  • Journal Title: Kidney International Volume: 99 Pages: 885-899
  • DOI: 10.1016/j.kint.2020.10.041.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Deletion of H-ferritin in macrophages alleviates obesity and diabetes induced by high-fat diet in mice. (2020)
  • Author(s): Ikeda Y, Watanabe H, Shiuchi T, Hamano H, Horinouchi Y, Imanishi M, Goda M, Zamami Y, Takechi K, Izawa-Ishizawa Y, Miyamoto L, Ishizawa K, Aihara KI, Tsuchiya K, Tamaki T.
  • Journal Title: Diabetologia Volume: 63 Pages: 1588-1602
  • DOI: 10.1007/s00125-020-05153-0.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preventive Effects of Quercetin against the Onset of Atherosclerosis-Related Acute Aortic Syndromes in Mice. (2020)
  • Author(s): Kondo M, Izawa-Ishizawa Y, Goda M, Hosooka M, Kagimoto Y, Saito N, Matsuoka R, Zamami Y, Chuma M, Yagi K, Takechi K, Tsuneyama K, Ishizawa K.
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 21 Pages: -
  • DOI: 10.3390/ijms21197226.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] シスプラチン誘発急性腎障害に対する各種5-HT3受容体拮抗薬併用の影響 (2021)
  • Author(s): 神田 将哉, 合田 光寛, 吉岡 俊彦, 吉田 愛美, 新村 貴博, 座間味 義人, 石澤 有紀, 八木 健太, 濱野 裕章, 岡田 直人, 石澤 啓介
  • Organizer: 第94回日本薬理学会年会
• [Presentation] HMG-CoA還元酵素阻害剤はGSTを介してオキサリプラチン誘発末梢神経障害を抑制する (2021)
  • Author(s): 相澤 風花, 座間味 義人, 新村貴博, 川尻 雄大, 合田 光寛, 八木 健太, 石澤 有紀, 石澤 啓介
  • Organizer: 第94回日本薬理学会年会
• [Presentation] 5-HT3受容体拮抗薬併用によるシスプラチン誘発腎機能障害に与える影響 (2020)
  • Author(s): 神田 将哉, 合田 光寛, 吉岡 俊彦, 吉田 愛美, 新村 貴博, 石澤 有紀, 座間味 義人, 中馬 真幸, 濱野 裕章, 岡田 直人, 池田 康将, 桐野 靖, 中村 敏己, 石澤 啓介
  • Organizer: 第137回日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] 大規模医療情報および遺伝子発現データベースを活用した薬剤性末梢神経障害に対する予防薬の探索 (2020)
  • Author(s): 新村 貴博, 座間味 義人, 川尻 雄大, 合田 光寛, 岡田 直人, 萓野 純史, 八木 健太, 中馬 真幸, 福島 圭穣, 石澤 有紀, 池田 康将, 小林 大介, 藤野 裕道, 島添 隆雄, 石澤 啓介
  • Organizer: 第137回日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] 薬剤誘発性急性大動脈疾患に対するケルセチンの抑制効果 (2020)
  • Author(s): 近藤 正輝, 石澤 有紀, 合田 光寛, 鈴木 琴子, 松岡 里英, 座間味 義人, 中馬 真幸, 池田 康将, 石澤 啓介
  • Organizer: 第137回日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] Development of preventive drugs for doxorubicin-induced myocarditis using large-scale medical database (2020)
  • Author(s): Yuki Nonin, Yoshito Zamami, Takahiro Niimura, Mitsuhiro Goda, Kimiko Fukunaga, Kenta Yagi, Masayuki Chuma, Yuki Izawa-Ishizawa, Keisuke Ishizawa
  • Organizer: 2020年日本バイオインフォマティクス学会年会(IIBMP2020)
• [Presentation] Search for preventive drugs against anticancer drug-induced peripheral neuropathy using large-scale medical information (2020)
  • Author(s): Takahiro Niimura, Yoshito Zamami, Yuki Izawa-Ishizawa, Mitsuhiro Goda, Kimiko Fukunaga, Kenta Yagi, Masayuki Chuma, Keisuke Ishizawa
  • Organizer: 2020年日本バイオインフォマティクス学会年会(IIBMP2020)
• [Presentation] New strategy for Cardio-Oncology study; the combination of big data analysis and basic research (2020)
  • Author(s): Yuki Izawa-Ishizawa, Yoshito Zamami, Niimura Takahiro, Mitsuhiro Goda, Kenta Yagi, Masayuki Chuma, Masaki Imanishi, Keisuke Ishizawa
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 免疫チェックポイント阻害剤誘発心筋炎のリスクファクター探索 (2020)
  • Author(s): 新村 貴博, 座間味 義人, 福島 圭穣, 岡田 直人, 合田 光寛, 石澤 有紀, 石澤 啓介
  • Organizer: 第24回日本がん分子標的治療学会学術集会
• [Presentation] 医療ビッグデータを活用したドラッグリポジショニング研究 (2020)
  • Author(s): 座間味 義人, 新村 貴博, 石澤 有紀, 合田 光寛, 濱野 裕章, 岡田 直人, 八木 健太, 中馬 真幸, 桐野 靖, 中村 敏己, 石澤 啓介
  • Organizer: 第30回日本医療薬学会年会
  • Invited
• [Presentation] Search for preventive drugs for drug-induced neuropathy using medical information database (2020)
  • Author(s): Takahiro Niimura, Yoshito Zamami, Yutaro Naitoh, Takehiro Kawashiri, Mitsuhiro Goda, Kenta Yagi, Masayuki Chuma, Yuki Izawa-Ishizawa, Keisuke Ishizawa
  • Organizer: CBI学会2020年大会
• [Presentation] シスプラチンと5-HT3受容体拮抗薬併用が腎機能障害に与える影響 (2020)
  • Author(s): 相澤 風花, 合田 光寛, 神田 将哉, 吉岡 俊彦, 吉田 愛美, 新村 貴博, 八木 健太, 濱野 裕章, 岡田 直人, 座間味 義人, 石澤 有紀, 石澤 啓介
  • Organizer: 第30回日本循環薬理学会
• [Presentation] 大規模医療情報データベースを活用した有害事象軽減のための多施設共同研究 (2020)
  • Author(s): 座間味 義人, 川尻 雄大, 牛尾 聡一郎, 武智 研志, 新村 貴博, 合田 光寛, 八木 健太, 中馬 真幸, 石澤 有紀, 楊河 宏章, 石澤 啓介
  • Organizer: 第41回日本臨床薬理学会学術総会
  • Invited