2022 Fiscal Year Research-status Report

がん細胞のコミュニケーションツールを理解した転移予防戦略の創出

Research Project

Project/Area Number	21K19671
Research Institution	Tokai University
Principal Investigator	遠藤整東海大学, 医学部, 准教授 (10550551)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	大和田賢東海大学, 医学部, 講師 (40756409)
Project Period (FY)	2021-07-09 – 2024-03-31
Keywords	がん転移
Outline of Annual Research Achievements	転移はがん関連死の90%程度を占めると推測されており、がんの進行を阻止していくにあたり、転移を制御している分子メカニズムの解明は喫緊の課題の一つである。本研究では、がんの進展過程においてがん細胞自身が必ず経験する環境ストレス「低酸素、低栄養、足場喪失」といった要因が、がん細胞の性質の変容を引き起こすことや転移促進に関与することの証明にチャレンジするものである。本年度は、非接着環境下で生存したがん細胞の転移能力の変化を捉えることや、非接着環境下で生存するがん細胞における分子的特徴を捉えることを行った。はじめに、昨年度確立したPoly 2-hydroxyethyl methacrylateのコーティングによって非接着環境を模倣した細胞培養を行った。用いた全てのがん細胞は、足場非依存性の生存能力を獲得しているために、非接着培養による細胞生存数の低下は認められなかった。一方で、非造腫瘍細胞株は非接着培養により生存数が大きく低下したが、抗酸化剤の処理により完全に抑制されることを見出した。それゆえ、転移中のがん細胞は、酸化ストレスに適応することが転移成立の必要条件であることが分かった。次に、接着培養と非接着培養によってがん細胞の転移能力に違いが生じるかをin vivoで検討を行った。ある日数を接着または非接着培養を行った後に、同数の細胞をBALB/cAJcl-nu/nuの組織中に接種したところ、マクロレベルで著名に転移が促進することが分かった。さらに非接着培養による変化について検討したところ、いくつかのがん幹細胞マーカーの発現が亢進していることが分かった。さらに、数種類のがん細胞株において共通で変動するがん幹細胞マーカーについても特定することが出来た。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason がんの転移を動物個体内で再現するための方法はいくつか知られているものの、その多くは尾静脈投与による転移モデルである。その方法では、組織間の遠隔転移を表現しているとは言えないため、in vivo転移モデルを確立することに多くの時間を費やした。その結果、同じ組織由来のがん細胞であっても、転移する臓器や転移しやすい細胞があることが分かり、臓器指向性を検討する上でも有用なモデルになり得るのではないかと考えている。転移モデルの確立やがん幹細胞マーカーに焦点を当てた検討を重ねることが出来たため、順調に研究を遂行できているものと判断した。
Strategy for Future Research Activity	これからさらに検討することは、非接着培養により変動する分子の同定である。がんの特徴の一つである転移は、共通の表現型である。それゆえ、異なる細胞腫を用いたとしても転移する能力の違いはあるが、転移を支えるメカニズムには共通点があるものと推測している。現在は、数種類のがん細胞株を用いて、接着培養と非接着培養によって変化する共通分子を検討するため、マイクロアレイによる網羅的な遺伝子発現解析を予定している。また、がん幹細胞マーカーの増加について、単なるマーカーとして発現しているものなのか、機能的な役割を担うのかについても検討を重ねていきたいと考えている。さらに、これまでの解析結果と統合し、酸化ストレス制御との関わりについても見出していきたいと考えている。
Causes of Carryover	本年度は、少額の差額が生じたものの計画通りに使用できたと考える。差額は、来年度に網羅的な発現解析をいくつも実施する必要が生じたためであり、当初の予定をさらに拡充する必要があると判断したためである。さらに、再現性や介入実験などを含め実験動物の検討も拡充して行う必要性が生じ、繰り越すことで安定かつ柔軟に研究を遂行することが出来ると考えた。引き続き、遺伝子発現など分子生物学的解析や細胞生物学的解析を中心に研究を実施していくため、必要となる一般的な実験試薬、各種解析に関連した一般消耗品の購入に充当し、最終年度において結果の統合を図りたいと考えている。