【研究領域課題番号】19K22483 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

脂質 / 酵素 / 腸内細菌叢 / アレルギー / メタボローム / 生体分子 / 細胞・組織 / がん

【研究成果の概要】

本研究では、細胞外リン脂質分解酵素sPLA2を基軸に、脂質代謝の視点から腸内細菌叢の新規調節機構を解明することを目的とした。腸管に限局分布するsPLA2-IIA, -Xの各欠損マウスでは腸内細菌叢が変化し、これに伴い血中代謝物や糞便脂質が変化し、皮膚や脂肪組織に癌、アレルギー、肥満等と関連する表現型を発症した。欠損マウスを野生型マウスと同居飼育、またはよりクリーンな環境で飼育すると、両群間の腸内細菌叢に差が見られなくなり、皮膚や脂肪組織の表現型が消失した。このことから、腸管sPLA2は腸内細菌叢の制御を通じて遠隔臓器の病態発症に影響を及ぼすことが明らかとなった。

【研究の社会的意義】

近年、腸内細菌叢の組成変化が腸疾患だけでなく遠隔組織の病態にも波及することが注目されている。したがって、腸内細菌叢が宿主に及ぼす影響とそのメカニズムを解明することは、国民のQOL向上を目指す上で学術的にも社会的にも重要である。本研究は細胞外リン脂質代謝酵素sPLA2の動作原理に関する概念を大きく転換させるものであり、脂質や腸内細菌叢の研究領域への学術的貢献度は高い。また社会的には、将来的にsPLA2の機能介入を通じて腸内細菌叢と宿主の相互作用をプレバイオティクスやプロバイオティクスにより人為的に調節できれば、新しい機序に基づく健康食品・医薬品の開発に結びつくことも期待される。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2019-06-28 - 2021-03-31

【配分額】6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)

【研究分野】腫瘍生物学

【研究領域課題番号】17H01398 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞老化 / p53 / シングルセル解析 / 個体老化 / 発がん / DNA損傷応答 / 老化細胞 / メタボローム / Glutaminolysis / TCA回路 / 癌 / 老化 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

細胞老化誘導過程において、リソソーム内に異常なタンパク質凝集体が生じ、これが原因となりCaMKII-p38MAPK-IL-1 alpha-NF-kB経路が活性化されて、細胞老化関連分泌現象(SPSP)が誘導されることが分かった。また老化細胞の生存はGlutaminolysisに依存しており、これを阻害すると老化細胞特異的に致死を誘導した。世界で初めて老化細胞を個体レベルで可視化し、解析可能なマウスモデルを作製した。また個体レベルで細胞老化誘導を制御可能なマウスモデルも作製した。興味深いことに、このマウスで細胞老化を誘導すると、個体の加齢性変化が促進した。

【研究の社会的意義】

本研究により老化細胞特異的な除去技術のシーズが開発された。この技術により個体レベルで加齢性変化を改善することができた。現在日本は超高齢社会を迎えて加齢性変化を改善する技術が社会実装されれば社会全体に大きな貢献を果たすことは間違いない。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】42,640千円 (直接経費: 32,800千円、間接経費: 9,840千円)

【研究分野】獣医学

【研究領域課題番号】16H06208 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん / 血管新生 / プロテアーゼ / 肥満細胞 / PAR-2 / 上皮間葉転換 / がん微小環境 / トリプターゼ / 癌 / 免疫学 / 獣医学 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

Protease-activated receptor-2（PAR-2）は、特定の蛋白分解酵素によって活性化する受容体であるが、腫瘍微小環境における役割はわかっていなかった。本研究では、腫瘍組織内の血管内皮細胞に発現するPAR-2の活性化が血管新生を誘導し、腫瘍の増殖を促進することを細胞株およびマウスモデルを用いて明らかにした。さらに、PAR-2を活性化するリガンドとして、腫瘍組織内に存在する肥満細胞が産生するトリプターゼが重要である可能性を示した。

【研究の社会的意義】

医学・獣医学領域においてがん患者数は年々増加しており、その多くが致死的な転機を辿ることから大きな問題となっている。がんの増殖には大量の栄養素や酸素を消費するため、それを供給する血管を新しく作る必要がある。本研究は、PAR-2と呼ばれる分子ががんに新たな血管を作る働きを持つことを明らかにした。この研究成果は、PAR-2の働きをおさえる新しい抗がん剤の開発につながる可能性がある。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】19,630千円 (直接経費: 15,100千円、間接経費: 4,530千円)

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】16K20972 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん / 放射線 / 放射線治療 / バイオマーカー / 非コードRNA / 腫瘍診断 / 長塩基長非コードRNA / 癌 / 核酸 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

非侵襲性の特徴がある放射線治療はがん治療で重要性が増しています。本研究は、タンパク 質の鋳型とならない非コードRNA(non-coding RNA; ncRNA)をターゲットにして放射線治療の新規マーカー研究確立を 目的としました。治療モデルとして、放射線を照射した各種がん由来培養細胞を用いました。まず定量PCRを用いた解 析により、発現変動するncRNAをいくつか同定しました。また、FISH法やIF法を用いて、局在変化するncRNAやタンパク 質も同定出来ました。ただ、免疫沈降法やフィルター結合法を用いたものの、これらのncRNAとタンパク質間での相互 作用を確認することは出来ませんでした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)

【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】15H04922 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

膵癌 / オルガノイド / 癌 / 細胞・組織 / 癌幹細胞

【研究成果の概要】

膵癌は、特徴的な臨床症状が乏しいために早期発見が非常に困難で、また治療を行った場合でも再発率および転移率が高く極めて予後の悪い難治性癌である。本研究では、膵癌の発生から進展・薬剤耐性能の獲得、転移能の獲得に至るまでの過程を理解・制御を目指し、膵癌微小環境を再現可能なin vitro培養系を開発した。抗がん剤に対する治療抵抗性に関与する可能性があり、かつ癌幹細胞と微小環境の細胞間相互作用に関与する可能性のある候補分子を複数抽出することに成功した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】26253069 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

食道胃接合部 / ES細胞 / 内胚葉上皮 / 組織形成 / オルガノイド / 内胚葉 / 食道 / 胃 / 前腸形成 / 臓器形成 / 食道・胃接合部 / 発生学 / 分化誘導 / 発生・分化 / 再生医学 / 癌 / ゲノム / 細胞・組織

【研究成果の概要】

本研究では、発生過程における食道―胃接合部形成機構の解明を目指した。遺伝子ノックアウト及びlineage tracing実験、複数の転写因子の発現を示す蛍光蛋白レポーターマウス (”Rainbow Mouse”)の作成と同マウスから採取した細胞のin vitro分化誘導実験の結果、発生13.5日までに接合部形成位置を境として逆方向のSox2/GATA4の濃度勾配が形成され、結果的に胃側間質にFGF10、食道側上皮にFGFR２が誘導される結果、限局したERK活性化を引き起こすことで、接合部が未分化状態の上皮として成体まで維持されることがわかった。

【研究の社会的意義】

食道―胃接合部や十二指腸Vater乳頭部、直腸歯状線、子宮頸部などの“異なる上皮の接点”は人体の複数の場所に存在し、腫瘍の発生母地になり得るという臨床上の共通した特性がある。
本研究では、これまで未解明であった発生期食道―胃接合部の形成機構／維持機構を明らかにした。まず、接合部形成位置を挟んでそれぞれの細胞運命を規定する転写因子が逆方向の濃度勾配を形成し、上皮―間質相互作用で一方の間質シグナルを誘導し、他方の上皮でその受容体を発現するという巧みな方法で、接合部に限局したシグナル活性化を来すことがわかった。他の“異なる上皮の接点”形成機構にも共通する可能性があり、今後の解明が待たれる。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2019-03-31

【配分額】40,560千円 (直接経費: 31,200千円、間接経費: 9,360千円)

【研究分野】ナノマイクロシステム

【研究領域課題番号】25600057 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

血管新生 / マイクロ流路デバイス / in vitroモデル / コラーゲン / 血管内皮細胞 / マイクロデバイス / がん / 細胞・組織 / 再生医学 / 薬剤反応性

【研究成果の概要】

本研究の目的は、血管新生研究のための三次元微小血管システムを構築することである。具体的には、マイクロ加工技術を用いて、中腔のコラーゲンゲル構造を作製し、三次元微小血管モデルの構築を行った。作製した微小血管は、VEGF濃度に応答して血管新生挙動を示し、また、がん細胞との共培養により、血管新生とがん細胞の血管内への侵入が観察された。以上より、本in vitro微小血管システムは血管新生研究への有用性が示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)

【研究分野】発がん

【研究領域課題番号】24650610 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 蛋白質 / 酵素 / 細胞増殖 / 胎盤 / 乳腺 / 腫瘍 / タンパク質

【研究成果の概要】

１）PTEN阻害タンパク質CSIGがNrk結合分子として同定され、NrkがAkt経路を抑制して胎盤スポンジオトロホブラストの増殖を抑制することが示唆された。また、Nrk欠損スポンジオトロホブラストで細胞周期停止因子p27の発現低下が見出され、Nrkがp27の発現誘導あるいは分解抑制を引き起こすことが示唆された。
２）乳腺腫瘤を発症したNrk欠損♀マウスにおいて血中および卵巣のエストロゲン・レベルが上昇していることを見出した。また、授乳期および高齢の野生型マウスの卵巣でNrkの発現が検出され、Nrkが卵巣でエストロゲン産生を負に制御することにより、乳腺上皮細胞の過増殖を防いでいることが示唆された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】脳神経外科学

【研究領域課題番号】24592181 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

glioma stem cell / survival / proliferation / undifferentiated state / niche / 癌 / 細胞・組織 / 脳神経疾患 / 発生・分化 / 薬剤反応性

【研究成果の概要】

ヒトグリオーマ幹細胞（GSC）の生存・増殖・未分化性維持に関わるニッチ解明を目指し、GSC樹立、細胞特性および分子遺伝学的特性解析を実施した。56検体の腫瘍組織から長期培養可能腫瘍細胞凝集塊（LC-TS）を11株樹立成功した。腫瘍組織型（grade4、再発・2次性腫瘍）、遺伝学的特性（野生型IDH1/2、TP53、TERTプロモーター変異、MGMTプロモーター低メチル化、抗原X陽性）とLC-TS樹立効率との関連性を明らかにし、in vivo腫瘍形成能が異なるLC-TSが存在し、複数の遺伝子発現差異が関与することを明らかにした。これらはGSCの特性解明に通じる成果であると結論づけられた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【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】外科学一般

【研究領域課題番号】24390305 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 細胞・組織 / 膵癌幹細胞 / 膵癌 / 癌幹細胞 / 転移 / がん幹細胞 / 膵臓

【研究成果の概要】

膵癌モデルマウスより様々な発癌段階の膵癌組織を採取し単細胞化し、癌幹細胞マーカーとして知られるいくつかの表面抗原を認識する特異的抗体を用いてセルソーターにより細胞を分離した。分離した細胞が癌幹細胞としての能力を有するか検討し、腫瘍形成能を持つ癌幹細胞を同定した。さらに癌が進行したマウスより採取した癌幹細胞は転移能も有することが明らかとなった。さらに発癌初期の膵癌腫瘍組織より分離した腫瘍形成能をもつ膵癌幹細胞は転移能を有していないが、この発癌初期の癌幹細胞より形成された膵癌ゼノグラフトの細胞をゼノグラフトで植え継ぐと転移能を有する細胞へと増悪化することを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)

【研究分野】腫瘍生物学

【研究領域課題番号】23701047 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 組織・細胞 / ストレス / エピジェネティクス / ヒストン / 細胞・組織 / ヒストン修飾

【研究成果の概要】

癌の進展には腫瘍微小環境が重要な役割を果たす。我々は、低酸素・低栄養という腫瘍微小環境が（１）腫瘍細胞の増殖、転移能を促進すること（２）免疫系を制御すること（３）ヒストン脱メチル化酵素(JMJD1A, JHDM1D)が腫瘍増殖や血管新生を制御すること（４）JMJD1A阻害が血管新生阻害剤と相乗効果を示すことを報告してきた。このことから低酸素・低栄養に抵抗性な癌細胞を標的とすることが新規制癌法の開発に繋がることが示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011 - 2013

【配分額】2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)

【研究分野】病態医化学

【研究領域課題番号】22790326 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 遺伝子 / 細胞・組織 / 遺伝性

【研究成果の概要】

本研究は、癌幹細胞の主要なマーカーであるCD44によって制御される糖代謝シグナルが癌治療の新たなターゲットとなりえるかについて検討することを目的として研究を行った。まず、CD44の細胞内領域とPKM2の相互作用が癌細胞の糖代謝に関与することが明らかになったため、グルコース代謝の重要なステップを触媒する酵素pyruvate kinase M2の活性に関わるチロシンリン酸化ステータスの変化を検討した。その結果、CD44の発現抑制はPKM2のチロシンリン酸化状態を低下させるとともに、その活性を負に制御することで、癌細胞の好気性解糖経路を促進することが分かった。以上のようにCD44を介した癌細胞の糖代謝制御が、癌治療のための新たな分子標的となり得ることが明らかとなった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】臨床獣医学

【研究領域課題番号】21780285 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

外科 / 上皮間葉化 / 犬 / 乳腺腫瘍 / TGF-β / Smad / 上皮間葉化現象 / 獣医学 / 癌 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

犬乳腺腫瘍の悪性化機構における上皮間葉化現象(EMT)とその意義を明らかにするため、まず犬乳腺腫瘍自然発症例の組織サンプルを用いてEMT関連因子の免疫染色を行ったところ、乳腺腫ではEMTは見られない一方で乳腺癌でEMTが起こっていることが明らかとなった。犬乳腺腫瘍細胞株においてもEMT関連因子を検索したところ同一症例から分離された細胞株の中から、E-cadherin,β-cateninが高発現し上皮様の性質を示すCHMp13a株と、vimentin、N-cadherinが高発現し間葉様の性質を示すCHMp5b株が得られた。トランスウェルアッセイにより運動能、浸潤能を評価したところCHMp5b株は有意に高い運動能と浸潤能を示し、EMTと細胞の悪性度との関連が示唆された。より詳細に検討するためにこれら細胞株を用いTGF-β刺激によるEMT誘導実験を行ったところ、TGF-β刺激下でvimentinが一過性に誘導され、その発現動態はSmad2のリン酸化の動態と一致した。またTGF-β刺激EMT誘導による運動能と浸潤能の変化をxCELLigence systemにより経時的に評価したところ、EMT関連因子の発現動態と同様に運動能、浸潤能ともに一過性に上昇を認める結果となった。これらの結果からEMTが犬乳腺腫瘍の悪性化に関与していることが示唆されるもののEMTは不安定で動的なものであり、それには抑制性Smadの発現が関与している可能性が示唆された。今後はRNAiを用いEMTの制御を行いEMTと犬乳腺腫瘍の悪性化の関連を明らかにする実験を移植マウスモデルを用い進め、得られた知見を自然発症臨床例において確認する研究を継続していく予定である。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2009 - 2010

【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】病態医化学

【研究領域課題番号】21390089 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

転写因子 / 癌 / 免疫学 / 遺伝子 / 細胞・組織 / 発現制御

【研究成果の概要】

近年、慢性炎症によってがんが引き起こされうること、そしてその際転写因子NF-κBががんの増悪に深く関わっていることが示されている。本研究では、自然免疫刺激を含む多くの共通した刺激でNF-κBと同時に活性化されるInterferon Regulatory Factor(IRF)転写因子ファミリーが、炎症による発がんに対して抑制的に作用することを、遺伝子欠損マウスを用いた発がんモデル系の解析により明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】20770161 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 遺伝子 / 細胞・組織 / CD44 / HAS / 癌細胞浸潤

【研究成果の概要】

3Dゲル内培養における浸潤癌細胞におけるCD44切断を検出する方法を開発し、ヒアルロン酸合成に伴うCD44切断を抑制する薬剤を見出だすことに成功した。またマウスモデルを用いてCD44が胃癌進展に及ぼす影響を明らかにした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【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】呼吸器内科学

【研究領域課題番号】20790580 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / シグナル伝達 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 発現制御 / 発生・文化

【研究成果の概要】

EGF刺激によりTGF-βの細胞内シグナル伝達分子Smadファミリーのリンカー領域のリン酸化が誘導される。Smad結合タンパクPin1がこのリンカーリン酸化特異的にSmadに結合することを見出し、それがSmadのSmurf2ユビキチンリガーゼによるユビキチン化と分解を誘導し、TGF-βシグナルを抑制することを明らかにした。これにより線維化における重要なサイトカインであるTGF-βシグナルが癌細胞での様々なEGFシグナル異常により制御を受ける一つのメカニズムが示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2008 - 2009

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】呼吸器内科学

【研究領域課題番号】18790555 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / シグナル伝達 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 発現制御

【研究成果の概要】

転移性肺癌モデルにおけるE3リガーゼノックダウン効果の検証:作成したmiRNA発現レンチウイルスベクターを用いて、MDA-MB231細胞株でE3リガーゼSmurf2及びSmurf1の安定的なノックダウンをウェスタンブロッティングで確認した。これらのE3リガーゼは受容体をユビキチン化・分解してTGF-βシグナルを抑制することが報告されているが、ノックダウンが同細胞で実際にシグナルに影響するか否かを標的遺伝子発現やシグナル伝達分子Smadのリン酸化レベルで確認した。その結果一方のE3リガーゼのノックダウンによって予想外に他のE3リガーゼの蛋白量が増加すること、シグナルへの影響が一方で認められないことが明らかとなった。この点について更なる解析を行い一方のE3リガーゼが別のE3リガーゼをユビキチン化・分解していることを初めて見出し発表した。
肺癌モデルにおけるE3リガーゼの効果の検証:前年度の肺腫瘍細胞での検討に加えてマウス肺組織でのArkadiaをはじめとしたE3リガーゼの発現をRT-PCRで確認した。合わせて既に同定していたArkadia結合蛋白RB1CC1が同様に肺組織で発現していたことに注目し、ArkadiaのTGF-βシグナル増強作用へのRB1CC1の役割を解析し報告した。またArkadiaの新たな基質としてがん遺伝子c-Ski/SnoNを同定し報告した。今後肺癌モデルでのこれらの知見を踏まえた上でのさらなる検討を計画している。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】小児科学

【研究領域課題番号】16790588 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

白血病 / 播種性血管内凝固症候群 / NOD / SCIDマウス / MLL遺伝子再構成 / 遺伝子再構成 / 癌 / 細胞・組織

【研究成果の概要】

われわれは重症DICを合併した小児急性骨髄性白血病(AML)症例からMLL遺伝子再構成を伴う細胞株KOPM-88を樹立し、これを利用し独自の小児AML動物モデルを確立した。小児削L細胞株KOPM-88のNOD/SCIDマウスへの移植により、白血病浸潤に伴うDICの発症について解析した。NOD/SCIDマウスにKOPM-88細胞を尾静脈から静注、あるいは腹腔内投与した。またDICを誘発すべく、さらにTNF-α,TissueFactor, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, IL-7等のサイトカインを投与することによりKOPM-88細胞の一次穎粒放出を誘導させ、一定期間後に血小板数、APTT、PT、フィブリノーゲン、D-dimer値の測定の上、解剖し、DICについて病理学的に解析した。その結果、KOPM-88細胞は、NOD/SCIDマウスの骨髄、脊髄、肝臓など諸臓器に白血病浸潤を認め、マウスは5-7週間後に半身麻痺を来した。しかし、血液学的解析では、血小板の減少傾向はみられたものの有意な低下はなく、D-dimerも有意な上昇は見られなかった。解剖所見では、出血傾向や諸臓器におけるフィブリン血栓は明らかでなく、サイトカインによる一次穎粒放出誘導群においても差異は認められなかった。これらの結果は、ヒト白血病細胞がDICを合併する分子機構に種特異性が存在すること、あるいは免疫不全マウスにおける免疫担当細胞の欠如がDICの発症に必要である可能性を示唆していると考えた。また、フラボノイドとその異性体がヒト造血細胞・白血病細胞のMLL遺伝子再構成を惹起するか否かを異種移植系で検討したところ、PCR法、FISH法で検出できる再構成は見出されなかった。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2004 - 2006

【配分額】2,800千円 (直接経費: 2,800千円)