Ｓ１００Ａ４の制御による膵癌、肺癌の浸潤、転移の抑制法の開発

2012 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 23590452
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 堀井 明 東北大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40249983)
• Keywords: S100A4 / 膵癌 / 神経浸潤 / 薬剤耐性 / 肺癌

Research Abstract

１）これまでにS100A4遺伝子の低発現細胞株に遺伝子を強制発現させると浸潤能に密接にかかわる運動能が更新することを明らかにした。さらに、遺伝子強制発現により発現変化を示す遺伝子としをマイクロアレイ解析でピックアップし、4遺伝子に候補を絞っていたが、遺伝子発現により浸潤能にかかわる遺伝子を絞り込んだ。さらにノックダウン実験を進めている。また、臨床検体により検討を加えたところ、S100A4の高発現は神経浸潤と有意に相関を示した。
２）Gemcitabine（以下GEMと略記）は膵癌治療における重要な抗がん剤である。S100A4の高発現によりGEM治療による予後の改善が低下することが報告されていたが、その分子機構は不明である。GEM耐性の細胞株を樹立し、分子機構を調べた結果、GEMの細胞内取り込みはきわめて早く、その排出も早いことが判明したが、細胞内でGEMを活性型に変換させる重要な酵素であるDeoxycytidine kinase（DCK）の不活性化が極めて高頻度（6例中5例）に見られること見出し、報告した。S100A4の発現とは特に関連が見られなかったため、高発現の患者で予後が悪いことは薬剤感受性とは別個のことで、浸潤と関係する可能性も考えられた。
３）独自に開発したMethyl-CpG targeted Transcriptional Activation（MeTA）法とマイクロアレイ法を組み合わせたMeTA-Array法を開発し、これまでに知られていなかった膵癌においてメチル化で発現抑制されている多数の遺伝子を特定した。これらは膵癌のバイオマーカーの候補である。
4）肺癌においてもS100A4のノックダウンと導入実験が進んでおり、次年度に成果を公表する予定である。また、肺癌を標的にしたMeTA-Arrayも行っており、次年度は特定した候補遺伝子の解析を加える予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

S100A4の下流で動く遺伝子の絞り込みができ、その遺伝子のノックダウン実験の準備を進めている。また、MeTA法でも膵癌において新規のエピジェネテッィックに発現が制御されている候補遺伝子を特定しており、当初予想していなかった方向での成果が出てきている。全体としては順調と考えられる。

Strategy for Future Research Activity

S100A4の下流の候補遺伝子のノックダウンと遺伝子導入により出現する影響を詳細に調べ、臨床検体との関係を見極める。また、ピックアップされた遺伝子の発現制御が転写因子を介するものなのかエピジェネテッィックな機序によるのかを見極める。さらに、膵癌の発生、進展にかかわるバイオマーカーの開発を行い、早期診断に役立てるため、エピジェネテッィックな機序に加え、メタボローム解析を進める。ここでは、最も重要な抗癌剤であるGEMに対する感受性・耐性の機構についての解析も加える。
S100A4遺伝子の下流で動く絞り込まれた遺伝子のノックダウンと強制発現系による実験を行う。これらの実験では、特に、細胞のproliferation、migration、invasionなどに注目して解析する。また、GEM耐性機構の解析のため、親株と耐性株の比較検討をメタボローム解析により進める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

次年度使用額は今年度の研究を効率的に推進したことに伴い発生した未使用額であり、平成２５年度請求額と合わせ、平成２５年度の研究遂行に使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Road to early detection of pancreatic cancer: attempts to utilize epigenetic biomarkers. (2014)
  • Author(s): Fukushige S, Horii A.
  • Journal Title: Cancer Lett Volume: 342 Pages: 231-237
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2012.03.022
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA methylation in cancer: A gene silencing mechanism and the clinical potential of its biomarkers. (2013)
  • Author(s): Fukushige S, Horii A.
  • Journal Title: Tohoku J Exp Med Volume: 229 Pages: 173-185
  • DOI: 10.1620/tjem.229.173
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proposal of screening method for intestinal mucus adhesive lactobacilli using the enzymatic activity of glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH). (2013)
  • Author(s): Kinoshita H, Imoto S, Suda Y, Ishida M, Watanabe M, Kawai Y, Kitazawa H, Miura K, Horii A, Saito T.
  • Journal Title: Anim Sci J Volume: 84 Pages: 150-158
  • DOI: 10.1111/j.1740-0929.2012.01054.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The expression of S100A4 in human pancreatic cancer is associated with invasion. (2013)
  • Author(s): Tsukamoto N, Egawa S, Akada M, Abe K, Saiki Y, Kaneko N, Yokoyama S, Shima K, Yamamura A, Motoi F, Abe H, Hayashi H, Ishida K, Moriya T, Tabata T,Sunamura M, Unno M, Horii A, et al.
  • Journal Title: Pancreas Volume: in press Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] New screening methods for probiotics with adhesion properties to sialic acid and sulfate residues in human colonic mucin using the Biacore assay. (2013)
  • Author(s): Huang I-N, Okawara, T, Watanabe M, Kawai Y, Kitazawa H, Ohnuma S, Shibata C, Horii A, Kimura K, Taketomo N, Xiao J, Iwatsuki K, Saito T.
  • Journal Title: J Appl Microbiol Volume: 114 Pages: 854-860
  • DOI: 10.1111/jam.12063
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] S100A4, frequently overexpressed in various human cancers, accelerates cell motility in pancreatic cancer cells. (2012)
  • Author(s): Sekine H, Chen N, Sato K, Saiki Y, Yoshino Y, Umetsu Y, Jin G, Nagase H, Gu Z, Fukushige S, Sunamura M, Horii A.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 429 Pages: 214-219
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.10.048
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An adhesin-like protein, Lam29, from Lactobacillus mucosae ME-340 binds to histone H3 and blood group antigens in human colonic mucus. (2012)
  • Author(s): Watanabe M, Kinoshita H, Huang IN, Eguchi K, Tsurumi T, Kawai Y, Kitazawa H, Kimura K, Taketomo N, Kikuchi D, Sase T, Miura K, Ogawa H, Shibata C, Horii A, Saito T.
  • Journal Title: Biosci Biotechnol Biochem. Volume: 76 Pages: 1655-1660
  • DOI: 10.1271/bbb.120150
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potential utility of eGFP-expressing NOG mice (NOG-EGFP) as a high purity cancer sampling system. (2012)
  • Author(s): Shima K, Mizuma M, Hayashi H, Nakagawa K, Okada T, Sakata N, Omura N, Kitamura Y, Motoi F, Rikiyama T, Katayose Y, Egawa S, Ishii N, Horii A, Unno M.
  • Journal Title: J Exp Clin Cancer Res Volume: 31(55) Pages: 1-7
  • DOI: 10.1186/1756-9966-31-55
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] miR-34a is downregulated in cis-diamminedichloroplatinum treated sinonasal squamous cell carcinoma patients with poor prognosis. (2012)
  • Author(s): Ogawa T, Saiki Y, Shiga K, Chen N, Fukushige S, Sunamura M, Nagase H, Hashimoto S, Matsuura K, Saijo S, Kobayashi T, Horii A.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 103 Pages: 1737-1743
  • DOI: 10.1111/j.1349-7006.2012.02338.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DCK is frequently inactivated in acquired gemcitabine-resistant human cancer cells. (2012)
  • Author(s): Saiki Y, Yoshino Y, Fujimura H, Manabe T, Kudo Y, Shimada M, Mano N, Nakano T, Fukushige S, Sunamura M, Ishida M, Motoi F, Egawa S, Unno M, Horii A, et al.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 421 Pages: 98-104
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.03.122
  • Peer Reviewed
• [Presentation] MeTA-array, a useful method to identify genes transcriptionally silenced by tumor-specific hypermethylation in cancer. (2013)
  • Author(s): Fukushige S, Horii A.
  • Organizer: AACR Annual Meeting 2013
  • Place of Presentation: Washington DC, USA
  • Year and Date: 20130406-20130410
• [Presentation] Suppressed NDRG2 expression correlates with poor prognosis in pancreatic cancer, and the suppression mechanisms are distinct from that of colorectal and gastric cancers. (2013)
  • Author(s): Mizuguchi Y, Yamamura A, Miura K, Karasawa H, Morishita K, Saiki Y, Fukushige S, Motio F, Egawa S, Shibata C, Unno M, Horii A.
  • Organizer: Ninth AACR-Japanese Cancer Association Joint Conference
  • Place of Presentation: Maui, HI, USA
  • Year and Date: 20130221-20130226
• [Presentation] ゲムシタビン耐性ヒト癌細胞株におけるdeosycytidine kinaseの不活化 (2012)
  • Author(s): 斎木由利子、吉野優樹、福重真一、砂村眞琴、石田晶玄、元井冬彦、江川新一、海野倫明、堀井明
  • Organizer: 第71回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 20120919-20120921
• [Presentation] ヒト癌において腫瘍特異的な高度メチル化により転写抑制された遺伝子のMeta-arrayによる効率的探索法の開発 (2012)
  • Author(s): 福重真一、堀井明
  • Organizer: 第71回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 20120919-20120921
• [Presentation] miR-34a発現低下は鼻副鼻腔癌におけるシスプラチン化学療法の予後規定因子である (2012)
  • Author(s): 小川武則、斎木由利子、志賀清人、松浦一登、加藤健吾、西條茂、小林利光、福重真一、堀井明
  • Organizer: 第71回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 20120919-20120921
• [Remarks] 東北大学 大学院医学系研究科・医学部 分子病理学分野
  • URL: http://www.med.tohoku.ac.jp/org/medical/13/index.html
• [Remarks] Tohoku Univ School of Med, Depｔ of Molec Pathol
  • URL: http://www.molpath.med.tohoku.ac.jp/index.html