【研究分野】消化器内科学

【研究領域課題番号】17K09395 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

オルガノイド / 幹細胞 / HTS / 創薬スクリーニング / がん幹細胞 / 消化器がん / 化合物ライブラリー / organoid / High Throughput / High Contents Analyzer / cancer / 大腸癌 / 膵癌 / 医療・福祉 / 薬剤反応性 / 創薬

【研究成果の概要】

可視化したヒト消化器がん幹細胞を用いてHTS を行った. 1st スクリーニングでは３セットの化合物ライブラリーを使用し, 約3万化合物を検証した. 2nd screeningでは, Dose-respondsの検証を行った. これらの結果からLGR5特異的殺傷能力のある, 2つのHit化合物を選定しvalidationを行った. そのうちの１つである分子標的治療薬Aを検証した結果LGR5陽性細胞以外に効果があることがわかった。今回の結果では、ヒト消化器がん幹細胞特異的に効く薬は得られることができなかったが, 今後はコントロール基準を設定しより精度の高い解析系, 代替案を検討する必要がある.

【研究の社会的意義】

本研究は，独自に開発したオルガノイド培養技術により，消化器がん組織を直接培養しその生物学的特性と遺伝子変異プロファイルを基に最も効果的な治療薬の組み合わせを個別に選択するという，極めてシンプルな研究であるが，実際の臨床に直結した研究である．多くの研究者が類似した研究開発に取り組んでいるものの，未だ誰も成功していない．つまり，本研究は独創的というよりは源流的な研究基盤開発といえる．我々の研究の成功により，国内外の研究者や製薬会社にとって，実用面での多大なインパクトがあり，必然的に本邦の臨床・産業・研究に与える影響は極めて大きい.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】消化器外科学

【研究領域課題番号】17K10651 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大腸癌 / 発がん / 肥満 / ADAM17 / TNF-α / 癌 / 発癌

【研究成果の概要】

高脂肪食を摂食した肥満マウスでは、大腸粘膜におけるADAM17の発現が亢進していた。さらに、ADAM17を不活化させるChemokine ligand 14（CXCL14）の発現が、肥満マウスで低下していた。肥満環境下ではADAM17の上流に位置するCXCL14の活性が低下することでADAM17の発現が亢進し、肥満関連cytokineの一種であるTNF-αの活性化から発がんにつながっていると考えられた。

【研究の社会的意義】

肥満関連cytokineの一種であるTNF-αが、大腸がんの発がんに深くかかわっていることは知られていたが、そのメカニズムについては不明な点が多かった。本研究の結果から、肥満環境下ではADAM17の上流に位置するCXCL14の活性が低下することでADAM17の発現が亢進し、結果的にTNF-αの活性化につながるメカニズムが明らかとなった。この結果は肥満関連大腸がんの予防や治療につながる有用な知見であると考えられた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】消化器外科学

【研究領域課題番号】17K10623 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

上皮間葉転換 / CD133 / hypoxia / integrin / 大腸癌 / 癌

【研究成果の概要】

大腸癌幹細胞マーカーの１つとされるCD133が低酸素状態（hypoxia）における癌の上皮間葉転換(EMT)に関与しているという仮説から、hypoxiaをtriggerとするEMTにおけるCD133の役割の解明を目的として本研究を行った。ヒト大腸癌細胞株において低酸素下でCD133陽性細胞では陰性細胞と比較して特に強いEMTが誘導されること、遊走能が大きく亢進していること、転移に大きな役割を果たすIntegrin蛋白の発現が異なることを確認した。臨床検体での検討で、大腸癌原発巣に比べて肝転移巣ではCD133陽性細胞の割合が高くなっていること、逆に腹膜播種巣では低くなっていることを見いだした。

【研究の社会的意義】

本研究成果により、CD133がhypoxiaにおける癌のEMTに関与し、その結果癌の浸潤や転移に促進的に働いているのではないかというわれわれの仮説の正当性が高まった。このことより、癌における低酸素状態という環境、大腸癌幹細胞におけるEMT誘導といった現象が今後の創薬や治療介入のターゲットとして有望であることを示した。また、元は同じ大腸癌でも癌細胞が肝転移巣のような腫瘤を形成した場合と腹膜播種のような微小な結節として存在する場合とでは、酸素状態も含めて癌細胞を取り巻く環境が異なるため発現する性質も異なっていることを示しており、それに対応した治療法の開発が必要であることを示唆した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)

【研究分野】消化器内科学

【研究領域課題番号】16K09325 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大腸癌 / オルガノイド / 大腸がん / 癌

【研究成果の概要】

正常大腸上皮より浸潤・転移をきたす悪性度の高い大腸癌の形成過程は未だ明らかになっていない. 我々の作成した遺伝子改変正常大腸上皮オルガノイドもその再現には至らなかったため, 本研究ではエピジェネティクスな変化の関与を想定し, 転写因子群を同定することを目的とした．
具体的には我々が保有する大腸癌のデータベースより転写因子を抽出, 過剰発現ベクターを作成, 遺伝子改変正常大腸上皮オルガノイドに導入し, マウスでの肝転移形成の有無につき評価を行った. 結果的にはいずれの転写因子の組み合わせでも肝転移は認められず, 今後更なる検討が必要であると考えられた.

【研究の社会的意義】

本研究結果の学術的意義は, 今回我々が選択した転写因子だけでは既存の大腸発癌の理論を補完・再現するには不十分である可能性が示唆されたことである. 本成果より, 今回着目した転写因子の変動をきたす, より根源的原因の探索の必要性が考えられた. 社会的意義として, その根源的原因が今後の治療標的となる可能性が示唆された.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】腫瘍生物学

【研究領域課題番号】15H05574 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腸管腫瘍 / 悪性化 / モデルマウス / 癌 / 浸潤・転移 / 大腸癌

【研究成果の概要】

がんによる死亡原因の多くは、腫瘍細胞の組織浸潤を介した他臓器への遠隔転移にある。これまでに研究代表者らは、腸管悪性腫瘍の新たなモデルマウスの作出に成功した。そこで、本研究では、当該モデルマウスでの腸管腫瘍の悪性化機構の解析を進め、微小環境による制御機構の重要性を示す結果を得た。得られた知見は、腫瘍悪性化制御の新たな治療戦略の可能性を提示するものである。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】23,530千円 (直接経費: 18,100千円、間接経費: 5,430千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】25460087 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脂質代謝 / アレルギー / 動脈硬化 / 大腸癌 / ホスホリパーゼA2 / 脂質メディエーター / 癌 / リン脂質 / 分泌性ホスホリパーゼA2 / マスト細胞成熟 / リゾホスファチジン酸 / アナフィラキシー / 好塩基球 / IgE依存性慢性アレルギー性炎症 / LDL変性

【研究成果の概要】

脂質代謝酵素であるホスホリパーゼA2（PLA2G3）を起点とした脂質ネットワークが、アレルギー担当細胞であるマスト細胞の従来未解明であった成熟のプロセスを制御することを明らかとした。
PLA2G3欠損マウスの解析を通じて、本酵素が大腸癌とその発症リスクである大腸炎の増悪に関わることを明らかとした。更に、ヒト大腸癌患者の予後とPLA2G3の発現量が相関することを報告した。
PLA2はLDLの分解変性と動脈硬化の進展に関わることが想定されていたが、これを担うPLA2分子実体は不明であった。我々はこの動脈硬化促進性PLA2に該当するのはPLA2G3であることを欠損マウスの解析を通じて実証した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)

【研究分野】食生活学

【研究領域課題番号】24500996 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

コーヒー / 生活習慣病 / ステロイドホルモン / 大腸がん / 乳がん / 前立腺がん / 神経ステロイド / がん / 予防 / エストロゲン / 肥満 / 脂肪細胞 / miRNA / ras遺伝子 / 硫酸転移酵素 / SULT1E1

【研究成果の概要】

1日3-4杯のコーヒー摂取は生活習慣病を予防する効果があることが報告されている。一方、ストレスホルモンや性ホルモンなどのステロイドホルモンの代謝異常は生活習慣病のリスク要因である。そこで、ヒト由来培養細胞を用いてコーヒーの影響を解析した。その結果、コーヒーは大腸がん細胞においてはエストロゲンの活性化、乳がん細胞においては不活性化に寄与する効果を示した。これらは、共にそれぞれのがん細胞の発症を抑制する効果を期待させる。一方、前立腺がん細胞では、男性ホルモンの活性化の傾向が見られ、予防効果との相関はなかった。また、神経系細胞では認知症予防効果が期待される神経ステロイドの産生を増加する効果を示した。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】23240129 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胃癌 / 大腸癌 / 肝癌 / エピゲノム / ＤＮＡメチル化 / バイオマーカー / がん / マイクロＲＮＡ / 癌 / ゲノム / トランスレーショナルリサーチ / マイクロアレイ / 臨床 / マクロアレイ

【研究成果の概要】

大腸癌細胞のエピゲノムおよびトランスクリプトームを解析することで、エピジェネティックに不活化されたマイクロRNA遺伝子を同定した。大腸前癌病変および早期癌のエピゲノム・ゲノム解析を行うことで、早期発見マーカー候補となりうるDNAメチル化異常を同定した。さらに大腸癌前癌病変における内視鏡所見、病理所見、DNAメチル化異常の間の新たな相関を明らかにした。また胃癌背景胃粘膜におけるエピゲノム解析から、胃癌リスクマーカー候補となるDNAメチル化異常を同定した。原発性肝癌におけるエピゲノム異常解析から、新たな癌特異的DNAメチル化異常を複数同定した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】49,400千円 (直接経費: 38,000千円、間接経費: 11,400千円)

【研究分野】消化器外科学

【研究領域課題番号】07671368 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

Apoptosis / 放射線療法 / 化学療法 / 癌 / Bcl-2 / p53 / 食道癌 / 大腸癌 / bcl-2

【研究成果の概要】

食道癌と大腸癌細胞株において、Apoptosis関連遺伝子p53、Bcl-2、Bax、Bcl-XL、Bcl-XS、Bak、Badの発現をWestern Blottingを用いて解析した。p53の発現は、食道癌細胞株、大腸癌細胞株のそれぞれ約50%と約80%に認められた。一方、Bcl-2の発現は、食道癌細胞株、大腸癌細胞株のそれぞれ約30%と約20%に認められた。分子量の異なる2種類のBcl-2蛋白を発現している食道癌細胞株が認められた。p53、Bcl-2、Baxの発現の間に明らかな相関は認められなかった。p53遺伝子解析から、Mutant p53蛋白を発現している細胞株とWild-type p53蛋白を発現している細胞株があることが示唆された。Bax、Bcl-XL、Bcl-XS、Bak、Badの発現は、ほとんど全ての細胞株で認められたが、その発現量には細胞株の間で相違が認められた。食道癌細胞株における化学療法剤MMC、CDDPに対する感受性を解析した。MMC、CDDPを加えて、p53蛋白の発現上昇が認められる細胞株では、Apoptosisが誘導され、抗癌剤に対する良好な感受性が観察された。一方、p53蛋白の発現上昇が認められない細胞株では、抗癌剤に対する抵抗性が認められた。したがって、MMC、CDDPに対する感受性は、細胞がApoptosis誘導刺激に対する反応性を保持しているか否かにかかっており、p53-dependentなApoptosisが関与していることが示唆された。さらに、直腸癌に対する放射線療法感受性とp53、Bcl-2、p21の発現の相関を検討し、p53(+)/p21(-)の腫瘍は放射線療法に対して抵抗性を示し、p53(-)/P21(+)の腫瘍は放射線療法に対して良好な感受性を示すことが明らかになった。化学療法、放射線療法に対する感受性を規定する因子として、p53が重要であると考えられる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1995 - 1997

【配分額】2,200千円 (直接経費: 2,200千円)