人工スーパー癌細胞を用いた生体内“脱癌化”誘導療法の開発

文献情報

• 文献番号: 201209015A
• 報告書区分: 総括
• 研究課題名: 人工スーパー癌細胞を用いた生体内“脱癌化”誘導療法の開発
• 課題番号: H23-政策探索-若手-005
• 研究年度: 平成24(2012)年度
• 研究代表者(所属機関): 幸谷 愛(東海大学 創造科学技術研究機構)
• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 創薬基盤推進研究（政策創薬探索研究）
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成24(2012)年度
• 研究費: 3,750,000円
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

再発癌、初発時に大規模な転移を認める癌については、有効な治療が極めて少ない。このようながんに対しては革新的な治療法の開発が急務である。がん細胞がクローン間で生存競争する現象に着目し, 人工的に悪性度の高い“スーパー白血病細胞”（bcr-abl BaF3） を樹立し、白血病細胞(Stat5-BaF3)と生存競争させることによって後者の増殖を抑制させる試みを行い、その分子メカニズムを明らかにし、新規治療法開発を目指した。K-Rasを過剰発現した細胞と, Schribbをノックアウトした細胞、二つのクローンが協力して癌化を引き起こすモデルがショウジョウバエで報告された（Nature. 2010；463(7280):545-8）。この報告は、それぞれ単独細胞では癌化しない細胞が、両方のクローンが同一生体内に存在する場合には、癌化がおこるというものである。癌における全く性質の異なるクローンの相互作用が癌化をひきおこすことを初めて示した画期的な報告である。癌化を促進するクローンの組み合わせがあるのであるから、”腫瘍抑制”を引き起こす組み合わせもあると考える。そこで、２つの腫瘍クローン間の腫瘍増殖を抑制するメカニズムを明らかにすることを本研究の目的とする。局所的に肺がんの異なるクローンをマウスに接種した実験では、ひとつのクローンが優位となった（EurJ Cancer, 1999 Vol. 31A, No. 2, pp. 222-229）。古いこの研究から本研究のヒントを得たが異なる腫瘍クローンを全身的に投与する試みは全く新しいものである。

研究方法

2011年に得た結果の再現性を確認すると共に、腫瘍を分離するための新しいシステムを構築する。スーパー癌細胞としては白血病遺伝子“bcr-abl”をマウスB細胞株BaF3細胞に導入した安定株,
“普通癌細胞”としては、bcr-ablの下流に存在し、bcr-ablほどは形質転換能の強くない遺伝子
Stat5に蛍光蛋白mCherryを普通癌細胞に導入した細胞を作成し、マウスにこれらの細胞を接種し
腫瘍増殖を観察すると共に、セルソーターを用いてそれらを分離回収する。それらからRNAを回収して遺伝子発現の差を解析する。

結果と考察

、単独を接種した場合よりもMixを接種した場合の方が、
Stat5-BaF3細胞の増殖が抑制されるという結果を再現できた。更にこの現象の分子メカニズムを明らかにするために、普通癌細胞を正常細胞から分離する必要性が生じたため。新たに蛍光蛋白mCherryを普通癌細胞に導入した。このシステムがこれまでの実験の結果を再現するか否かを試験管内からマウス生体内実験まで検討し、再現性を得た。

結論

現在、スーパー癌細胞に導入されているGFPと普通癌細胞に導入されているmCherryをマーカーに
マウス生体内に生じた腫瘍からスーパー癌細胞と普通癌細胞の分離回収を行っている。
これらの細胞に対してcDNAアレイを行い、遺伝子発現の差異から、癌が一人勝ちを好むメカニズムを明らかにしていく予定である。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-09-01
• 更新日: -

文献情報

• 文献番号: 201209015B
• 報告書区分: 総合
• 研究課題名: 人工スーパー癌細胞を用いた生体内“脱癌化”誘導療法の開発
• 課題番号: H23-政策探索-若手-005
• 研究年度: 平成24(2012)年度
• 研究代表者(所属機関): 幸谷 愛(東海大学 創造科学技術研究機構)
• 研究区分: 厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 創薬基盤推進研究（政策創薬探索研究）
• 研究開始年度: 平成23(2011)年度
• 研究終了予定年度: 平成24(2012)年度
• 研究者交替、所属機関変更: -

研究報告書（概要版）

研究目的

高度先進医療が発達した現在でも尚、がんは最大の悪性疾患である。現在癌の治療法は、手術療法、化学療法、放射線治療など、がんを生体内から取り去る、もしくは殺しきる治療法である。有効な治療法のない若年性再発癌に対して革新的な根治療法、それが不可能なら、高いQOL を維持しながら生存期間を延長する治療法の開発が急務である。2 種類の肺癌クローンを異なる比率で混ぜてマウスに接種した場合、割合に関わらず常に一方のクローンが優位になる、”Clonaldominance”の存在を示した古い研究がある。それをヒントに癌細胞のクローン間での生存競争を治療に応用することを狙い、人工的に悪性度の高い“スーパー癌細胞”を作成し、“普通癌細胞”と生存競争させることによって後者の増殖を抑制することに成功した。そこで、生存期間を延長させること、そのメカニズムを明らかにすることを本研究では目指す。

研究方法

最初に、マウスの解析数を増やして、上記実験を行う。bcr-abl-BaF細胞はGFPを発現するため、腫瘍を
GFP+なものとGFP-なものに分離することが可能である。よってソーティング後、bcr-abl-BaF、Stat5a-
BaFが単独と、Mixで示す遺伝子発現プロファイルの差異について、それぞれcDNA arrayを用いて検討す
る。そして、差を認める遺伝子を複数個同定し、bcr-abl-BaFおよびStat5a-BaF細胞において過剰発現
およびノックダウンした細胞株を作成し、試験管内共培養系で機能解析を行う。興味深い機能を示すも
のついて、上記にて作成した細胞株をBalbc nudeに接種し生体内での機能を解析する。同様に、著しい
免疫低下を引き起こしたり、瘍由来サイトカインによる体重減少などの“悪液質”を引き起こす液性因
子を同定するために、Mixと単独を接種したマウスの血清を経時的に採取する。既存の蛋白の発現差異を
調べるため、採取した血清に対し抗体アレイを行う。そして、両者の蛋白発現プロファイルを比較し、
差を認める蛋白に対して、その機能を検討する。

結果と考察

スーパー癌細胞としては白血病遺伝子“bcr-abl”をマウスB細胞株BaF3細胞に導入した安定株、
“普通癌細胞”としては、bcr-ablの下流に存在し、bcr-ablほどは形質転換能の強くない遺伝子
“Stat5”をBaF3細胞に導入した安定株を作成した。
マウスにこれらの細胞を接種し、単独を接種した場合よりもMixを接種した場合の方が、
Stat5-BaF3細胞の増殖が抑制されるという結果を再現できた。
更にこの現象の分子メカニズムを明らかにするために、普通癌細胞を正常細胞から分離する必要性が
生じたため。新たに蛍光蛋白mCherryを普通癌細胞に導入した。

このシステムがこれまでの実験の結果を再現するか否かを試験管内からマウス生体内実験まで検討し、
再現性を得た。

結論

癌が独り勝ちを望む実験システムについては、試験管内、マウス生体内で再現性高く構築できた。
今後はその分子メカニズムを解明したい。

公開日・更新日

• 公開日: 2013-09-01
• 更新日: -

行政効果報告

• 文献番号: 201209015C

収支報告書

• 文献番号: 201209015Z