金沢大学
がん進展制御研究所

年報
2021

年

Annual Report
Cancer Research InstituteKanazawa University

巻頭⾔
本研究所は、1967 年に「がんに関する学理およびその応⽤の研究」を理念に設置されました。国⽴⼤学附置研の中で唯⼀、がんの研究に特化した研究所として、「がんの悪性化進展機構」に焦点をあてた基礎研究、基礎研究から⾒出される分⼦・モデル・技術シーズを活⽤した⾰新的な診断・治療法の研究、将来のがん研究や医療を担う⼈材育成を使命として活動しています。 2010 年に⽂部科学省から「がんの転移と薬剤耐性に関する先導的共同研
究拠点」として認定されて以降は、共同利⽤・共同研究拠点としての活動も担っています。
令和 3 年度、共同利⽤・共同研究拠点による共同研究課題として 71 件を採択・⽀援しました（そのうち国際共同研究 11 件、異分野融合研究を 4 件）。また、本研究の若⼿スタッフ
による共同研究課題として 11 件を採択・⽀援し、合わせて 82 件の課題に対して⽀援しました。
本研究所では若⼿研究者等の研究の活性化を図る取り組みとして、「オンコロジーセミナー」を開催し、准教授、助教、若⼿ PI が年に 1 回、⾃⾝の研究について発表する機会を設けています。どんな新たな展開があるか、どんな新しいテクノロジーが使われるか、どんな難しさがあるか、これらが共有される切磋琢磨の時間です。また、2021 年 7 ⽉に、⼤学院⽣による発表・討論を主体にする「がん研コロキウム」を開催しました。研究に対する⼤学
院⽣の活発な姿勢が感じられる機会でした。9 ⽉に⾦沢⼤学がん進展制御研究所・復旦⼤学
上海がんセンターとの、ジョイントシンポジウムを開催しました。今回が第 10 回になり、⻑年にわたる交流の結果です。双⽅から若⼿研究者 3 名ずつが発表しました。続いて 11 ⽉には、⾦沢国際がん⽣物学シンポジウムを開催しました。欧州からの著名な 3 名の研究者による発表、本研究所からの若⼿研究者 3 名による発表がありました。令和 3 年度の共同利
⽤・共同研究拠点成果報告会を 2022 年 2 ⽉に開催しました。
このほか、初めての取り組みとしまして、未来のがん研究者発掘・養成のための⾼校⽣向
け研究体験プログラム「⾦沢発︕がん克服プロジェクトがん研究早期体験プログラム」を企画し、クラウドファンディングにより寄付を募りました。幸い、多くの皆様のご⽀援をいた
だき⽬標額を達成することができました。体験プログラムは 2022 年 8 ⽉に開催予定です。
これらの活動は、私たちの研究所の研究⼒強化、⼈材育成、国際ネットワーク形成につながっています。
2021 年の各研究分野の活動状況をがん研年報として報告いたします。本研究所の各々の研究者、研究グループによる研究成果が本年報にまとめられています。本研究所の活動や取り組み、研究の進展について皆さまにご理解いただく機会となれば幸いです。
⾦沢⼤学がん進展制御研究所⻑

松本邦夫

金沢大学がん進展制御研究所年報２０２１年
目

次

巻頭言
研究概要と研究業績
先進がんモデル共同研究センター
腫瘍遺伝学研究分 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
分子病態研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 7
上皮幹細胞研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥13
がん幹細胞研究プログラム
遺伝子・染色体構築研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥18
腫瘍分子生物学研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥23
分子生体応答研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥28
がん微小環境研究プログラム
免疫炎症制御研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥32
腫瘍動態制御研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥36
腫瘍細胞生物学研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥41
がん分子標的探索プログラム
シグナル伝達研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥46
腫瘍制御研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥49
機能ゲノミクス研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥55
がん分子標的医療開発プログラム
腫瘍内科研究分野 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥60
中央実験施設 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥72
新学術創成研究機構 PI・若手 PI
上皮可塑性・炎症ユニット ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥78
がん - 免疫系相互作用ユニット ‥ ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥80
がん幹細胞環境制御ユニット ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥82
ミトコンドリア動態ユニット ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥85
基礎統計・教育活動 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥87
各種シンポジウム開催状況 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥89

先進がんモデル共同研究センター

Division of Genetics
腫瘍遺伝学研究分野
Professor
Associate Professors
Assistant Professor
Postdoctoral Researcher
Graduate Students
Undergraduate Student
Technical Assistants

Masanobu Oshima 大島 正伸
Hiroko Oshima 大島浩子, Mizuho Nakayama 中山瑞穂
Dong Wang（WPI-Nano LSI）
Yumi Terakado 寺門 侑美
Daisuke Yamamoto 山本 大輔, Toshikatu Tsuji 辻 敏克（D4）Atsuya Morita 森田 敦也（D3），Xuelian Lei 雷 雪蓮（D2）Ikumi Kawai 川合 育美（MRT program）
Manami Watanabe 渡辺真奈美, Ayako Tsuda 津田理子
【 Abstract 】

We recently established in vivo model of liver metastasis by spleen transplantation ofmouse intestinal tumor-derived organoids (Sakai et al, Cancer Res, 2018). Using this model
system, we have examined a novel concept of polyclonal metastasis. In this system, cancer cellclusters are detached from the primary site, disseminated to distant organs, and develop
metastasis lesion, which can explain how genetic heterogeneity transfers from the primary site
to metastatic lesions. AKTP organoids formed liver metastasis when transplanted to the spleen(Figure, top), while AP organoids
did not (Figure, middle). Notably,
when non-metastatic AP cells
were co-transplanted with AKTP,
they formed chimeric metastasis(Figure, bottom). Mechanistically,
AKTP cells induced fibrotic niche
generation by activation of hepatic
stellate cells (HSCs), which may
support survival and proliferation(Kok et al, Nat Commun, 2021).
These results expand our knowledge about cancer metastasis, which further contributes todiscovery of effective drug targets against metastasis.
Using the organoid system, we further analyzed mechanical properties of tumor cell surface,such as topography and stiffness, by using Scanning Ion Conductance Microscope (SICM).
Inportantly, metastatic organoids (AKT, AKTP, AKTPF) showed distinct physical properties,i.e., increased roughness, membrane volume changes and softness. The results suggest apotential use of SICM for diagnosis of metastatic ability (Wang et al, Biomaterials, 2021).
We have established human gastric and colonl cancer-derived organoids. Using theseorganoids, we examined the roles of tumor suppressor FOXO3 (Tsuji et al, Oncogene, 2021)
and E3 ligase RNF43 in cancer development (Yamamoto et al, J Pathol, in press).

－2－

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
１．大腸がんポリクローナル転移機構の研究
新しいがん転移機構として、ポリクローナル転移モデルが提唱されている。このモデルでは、遺伝的背景の異なる細胞集団が構成する細胞塊が、原発巣から離脱して血流を介して遠隔臓器に転移巣を形成する。そこで、遺伝子変異と悪性度の異なるマウス腸管腫瘍由来オルガノイドを用いて、ポリクローナル転移機構について検証実験を行った。その結果、非転移性の AP 細胞を高い転移能を獲得した AKTP と同時に脾臓移植すると、AP 細胞と AKTP 細胞で構成する転移巣が形成された（前頁図）。興味深いことに、転移巣形成後は AKTP 細胞を枯渇させても AP 細胞単独で多発性転移巣が形成された。以上の結果は、転移機構における新しい概念の樹立につながる知見として期待される（Kok et al, Nat Commun, 2021）。今後、ヒト消化器由来
オルガノイドを樹立して検証を行う。
２．FOXO3 細胞質局在型の胃がん発生機構の研究
FOXO3 を高発現するヒト胃がん細胞株では、PI3K/AKT 経路の活性化によりFOXO3 は細胞質に局在している。これらの細胞を AKT 阻害薬で処理すると、FOXO3
は核に局在し、細胞増殖抑制やアポトーシスが誘導される。すなわ
ち、がん細胞は FOXO3 の細胞内局在制御により、がん抑制機能から免れると考えられた（右図）。そこで、活性化型 FOXO3 発現マウスを作製し、胃癌モデルの Gan マウスと交配実験を行った結果、腫瘍細胞でのFOXO3 核移行による顕著な増殖抑制を認めた。この結果により、FOXO3 細胞質型
胃がんに対する AKT 阻害薬治療の可能性が考えられた（Tsuji et al, Oncogene, 2021）。
３．腸管腫瘍オルガノイド細胞表面構造の物性解析
Scanning Ion Conductance Microscope（SICM）は、マイクロピペットが細胞に近づいた際のピペット内外のイオン電流の変化から、細胞表面のトポグラフィー、弾性等の物性変化をナノレベルで計測できる走査型プローブ顕微鏡である。SICM を用いて、腸管腫瘍オルガノイド細胞表面の解析を行った結果、
転 移 性 腫 瘍 細 胞 （AKT、
AKTP、AKTPF）に特徴的な変化（高い構造物の高速変動と低い剛性）が確認され、新規診断法開発につながる事が期待された（右図）。また、ヒト
大腸がん由来オルガノイドを用いて、TGF-β 刺激による物性の悪性化細胞型への変化を観察した（Wang et al, Biomaterials, 2021）。
４．RNF43 遺伝子変異による大腸がん発生機構の研究
MSI 型がん細胞では、Wnt 受容体 Frizzled を標的とする E3 リガーゼの RNF43 遺伝子変異が見られる。MSI 型大３症例を含む９系統のヒト大腸がんオルガノイドを樹立して解析した結果、RNF43 遺伝子ヘテロ変異が R-spondin 依存型の大腸がん発生を誘導する可能性が示された（Yamamoto et al, J Pathol, in press）。

－3－

【研究業績】＜発表論文＞
原著論文（腫瘍遺伝学分野主体）
1. Kok SY, Oshima H, Takahashi K, Nakayama M, Murakami K, Ueda HR, Miyazono K,
Oshima M. Malignant subclone drives metastasis of genetically and phenotypicallyheterogenous cell clusters through fibrotic niche generation. Nat Commun, 12: 863, 2021.
2. Tsuji T, Maeda Y, Kita K, Murakami K, Saya H, Takemura H, Inaki N, Oshima M, Oshima
H. FOXO3 is a latent tumor suppressor for FOXO3-positive and cytoplasmic-type gastriccancer cells. Oncogene, 40: 3072-3086, 2021.
3. Wang D, Sun L, Okuda S, Yamamoto D, Nakayama M, Oshima H, Saito H, Kouyama Y,
Mimori K, Ando T, Watanabe S, Oshima M. Nano-scale physical properties characteristic tometastatic intestinal cancer cells identified by high-speed scanning ion conductancemicroscope. Biomaterials, 2021. [epub ahead of print]（共同研究）
1. Murakami K, Terakado Y, Saito K, Jomen Y, Takeda H, Oshima M, Barker N. A genomewide CRISPR screen reveals factors regulating Wnt-dependent renewal of mouse gastricepithelial cells. Proc Natl Acad Sci USA, 118: e2016806118, 2021.
2. Nishina T, Deguchi Y, Ohshima D, Takeda W, Ohtsuka M, Shichino S, Ueha S, Yamazaki S,
Kawauchi M, Nakamura E, Nishiyama C, Kojima Y, Adachi-Akahane S, Hasegawa M,
Nakayama M, Oshima M, Yagita H, Shibuya , Mikami T, Inohara N, Matsushima K, Tada
N, Nakano H. Interleukin-11-expressing fibroblasts have a unique gene signature correlatedwith poor prognosis of cololectal cancer. Nat Commun, 12: 2281, 2021.
3. Hangai S, Kawamura T, Kimura Y, Chang CY, Hibino S, Yamamoto D, Nakai Y, Tateishi R,
Oshima M, Oshima H, Kodama T, Moriya K, Koike K, Yanai H, Taniguchi T. Orchestrationof myeloid-derived suppressor cells in the tumor microenvironment by ubiquitous cellular
protein TCTP released by tumor cells. Nat Immunol, 22: 947-957, 2021.
4. Miyata K, Imai Y, Hori S, Nishio M, Loo TM, Okada R, Yang L, Nakadai T, Maruyama R,
Fuii R, Ueda K, Jiang L, Zheng H, Toyokuni S, Sakata T, Shirahige K, Kojima R, Nakayama
M, Oshima M, Nagayama S, Seimiya H, Hirota T, Saya H, Hara E, Takahashi A.
Pericentromeric noncoding RNA changes DNA binding of CTCF and inflammatory gene
expression in senescence and cancer. Proc Natl Acad Sci USA, 118: e2025647118, 2021.
5. Dawson RE, Deswaerte V, West AC, Tang K, West AJ, Balic JJ, Gearing LJ, Saad MI, Yu L,
Wu Y, Bhathal PS, Kumar B, Chakrabarti JT, Zavros Y, Oshima H, Klinman DM, Oshima
M, Tan P, Jenkins BR. STAT3-medicated upregulation of the AIM2 DNA sensor links innate
immunity with cell migration to promote epithelial tumourigenesis. Gut, 2021. [online aheadof print]
6. Iida N, Mizukoshi E, Yamashita T, Yutani M, Seishima J, Wang Z, Arai K, Okada H,
Yamashita T, Sakai Y, Masuo Y, Agustina R, Kato Y, Fujinaga Y, Oshima M, Honda M,－4－

Lebreton F, Gilmore MS, Kaneko S. Chronic liver disease enables gut Enterococcus faecaliscolonization to promote liver carcinogenesis. Nat Cancer, 2: 1039-1054, 2021.
著書・総説
1. Oshima H, Ju Xiaoli, Echizen K, Han TS, Oshima M. The role of inflammation in gastrictumorigenesis. In: Research and Clinical Applications of Targeting Gastric Neoplasms,
Capter 2. Ed. by Jenkins B, Academic Press, 25-41, 2021.
（日本語総説）1. 大島浩子，中山瑞穂，大島正伸．炎症反応と胃発がん．臨床免疫・アレルギー科（科学評論社）76: 708-714, 2021.
2. 中山瑞穂，大島浩子，大島正伸．がん悪性化をもたらす炎症反応と転移ニッチ形
成．実験医学増刊「がん微小環境に１細胞レベルで挑む」（羊土社）39: 1921-1926,2021.
＜学会等発表＞（国際学会・シンポジウム）
1. Oshima M. Malignant cancer cells drive polyclonal metastasis through fibrotic niche
generation. The 39th Sapporo International Cancer Symposium,（札幌）2021 年 7 月 6 日.
2. Oshima H. FOXO3, A latent tumor suppressor of gastric cancer. The 10th FUSCC-CRIKU
Joint Symposium on Tumor Biology 2021,（金沢）2021 年 9 月 15 日．
（国内学会・セミナー）
1. 大島正伸 ，中山瑞穂，大島浩子.「がん微小環境ネットワークを制御するシグナ
ルを標的とした治療法の開発」第 42 回日本炎症・再生医学会,（東京）2021 年 7
月 7 日．
2. Oshima M. Gastric cancer mouse model: inflammation, genetic alteration, and impaired
differentiation. 第 80 回日本癌学会学術総会，横浜，2021 年 10 月 1 日.
3. Nakayama M, Oshima H, Oshima M. Gain-of-function mutant p53 hyperactivates Wnt
signaling in colon cancer cells. 第 80 回日本癌学会学術総会，横浜，2021 年 10 月 1
日.
4. Oshima H, Nakayama M, Takahashi K, Miyazono K, Oshima M. The fibrotic
microenvironment that promotes polyclonal metastasis of intestinal tumors. 第 80 回日本
癌学会学術総会，横浜，2021 年 10 月 2 日.
5. Oshima M. Tumor-derived organoids to study gastrointestinal cancer metastasis. 第 80 回
日本癌学会学術総会，横浜，2021 年 10 月 2 日.
＜外部資金＞
1. 革新的先端研究開発支援事業（AMED-FORCE）［研究代表者：大島正伸］「ヒト大腸がんポリクローナル転移機構に関する研究開発」18,000 千円
2. 革新的がん医療実用化研究事業（AMED）［研究代表者：大島 正伸］－5－

「大腸がん微小転移巣形成機構の理解による新規予防治療戦略の確立」14,500 千円
3. 科研費 基盤研究（A）［研究代表者：大島 正伸］「大腸がん自然転移・再発モデルの開発による悪性化進展機構の研究」7,200 千円
4. 科研費 基盤研究（B）［研究代表者：大島 浩子］「炎症性・線維性微小環境による大腸がん転移促進機構の解明」3,900 千円
5. 科研費 基盤研究（C）［研究代表者：中山 瑞穂］「p53 変異／欠損による大腸がん微小環境ネットワーク形成に関する個体モデル解
析」1,000 千円
6. 若手研究［研究代表者：Dong Wang］「The role of activin combined with different gene mutations in colorectal cancer EMT」
1,400 千円
＜その他＞
文部科学省新学術領域研究 学術研究支援基盤形成「先端モデル動物支援プラットフォーム」若手支援技術講習会開催（実行委員長：大島正伸）：2021 年 9 月 6 日，WEB
開催（大学院生、博士研究員、助教等の若手研究者 93 名参加）

－6－

Division of Cancer Cell Biology
分子病態研究分野
Professor
Assistant Professors
Graduate Students

Technical Staff
Assistant Staff

Noriko Gotoh 後藤 典子
Tatsunori Nishimura 西村 建徳
Yasuto Takeuchi 竹内 康人
Reheman Yiming (D4)，Xiaoxi Chen (D4),Li Mengjiao (D4),SARENQIQIGE (D3), Wang Yuming (D3)Masahiro Yamazaki 山崎 雅弘 (D1)
Huazi Zhang (D1)
Hiroka Matsumoto 松本 寛加 (M1)
Risa Kashimura 柏村 里沙 (卒研)
Hitomi Takamura 高村 瞳 (2021.10~)
Kiyoko Take 武 紀代子【 Abstract 】

1.
Cancer cells are characterized by their unregulated proliferation and require large
amounts of nucleotides to replicate their DNA. One-carbon metabolism contributes to purine
and pyrimidine nucleotide synthesis by supplying one carbon atom. Although mitochondrial
one-carbon metabolism has recently been focused on as an important target for cancer treatment,
few specific inhibitors have been reported. In this study, we aimed to examine the effects of
DS18561882 (DS18), a novel, orally active, specific inhibitor of methylenetetrahydrofolate
dehydrogenase (MTHFD2), a mitochondrial enzyme involved in one-carbon metabolism.
Combinatorial treatment with DS18 and inhibitors of checkpoint kinase 1 (Chk1), an activatorof the S phase checkpoint pathway, efficiently induced apoptotic cell death in breast cancer
cells and suppressed tumorigenesis in a triple-negative breast cancer patient-derived xenograftmodel. Combinatorial treatment with both inhibitors released cell-cycle arrest caused by
activation of the S-phase checkpoint pathway triggered by MTHFD2 inhibition, but induced
accumulation of DNA double-strand breaks, leading to apoptotic cell death. Collectively, acombination of MTHFD2 and Chk1 inhibitors would be a rational treatment option for patientswith triple-negative breast cancer.
2.
Epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitors (EGFR-TKIs) are effectivein patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) harboring EGFR mutations. However, due
to acquired resistance to EGFR-TKIs, even patients on third-generation osimertinib, have apoor prognosis. Resistance mechanisms are still not fully understood. Here, we demonstratethat the increased expression of MUSASHI-2 (MSI2), an RNA-binding protein, is a novel
mechanism for resistance to EGFR-TKIs. Transcriptome analysis revealed that MSI2 was－7－among the stemness-related genes highly upregulated in EGFR-TKI-resistant cells.
Knockdown of MSI2 reduced cancer stem-like properties, including the expression levels of
Nanog, a core stemness factor. We demonstrated that the knockdown of MSI2 restored
sensitivity to osimertinib or gefitinib in EGFR-TKI-resistant cells to levels similar to those ofparental cells in vitro. Finally, MSI2 knockdown greatly increased the sensitivity to osimertinib
in vivo. Collectively, our findings provide proof of principle that targeting the MSI2-Nanog
axis in combination with EGFR-TKIs would effectively prevent the emergence of acquired
resistance.
MTHFD2 は、がん特異的な核酸合成系
であり、がんの標的として近年大変注目されているものの、未だ臨床で使用可能な阻害剤は開発されていない。今回、企業との共同研究により新規に開発された経口投与可能な MTHFD2 阻害剤を用いて、予後不良なトリプルネガ
ティブタイプ乳がんに対する効果を調
べ た 。 患 者 由 来 移 植 モ デ ル (Patientderived xenograft[PDX])も用いた様々な解析を行った結果、Chk1 阻害剤との併用療法により著明な相乗効果が期待されることが示された。

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
乳がんに注目して新たなマウスがんモデルの作出と，患者乳がん組織由来細胞(Patient-derived cancer cells, PDC)のスフェロイド及びオルガノイド培養技術を工夫し，Patient-derived xenograft (PDX)モデルの構築とそのカタログ化を行ってきた。今年度は、希少がんのオールジャパンコンソーシアムの中で、これまでの技術を活かし、骨軟部腫瘍の PDX モデルの構築も開始した。
近年多くの細胞膜上のたんぱく質や酵素活性等が、「がん幹細胞」を濃縮する手段として使えることが、私どもを含め多くの研究者より報告されている。しかし、これらのたんぱく質等を用いて濃縮された細胞集団の機能は、それぞれ異なる。つまりがん幹細胞が濃縮されている細胞集団自体不均一であることがわかってきて、がん幹細胞の親ともいえる共通の標的細胞は果たしてあるのか、あるとしたらそれがどのように維持されているのか、依然わかっていないことが多い。がん幹細胞の親をみつける
ために、私どもがこれまでがん幹細胞を濃縮すると報告してきた NP1 と IGF1 受容体を用いて、トリプルネガティブ乳がん臨床検体由来の細胞をスフェロイド培養共通に分画される細胞集団を解析した。共通に濃縮される細胞群は、さらに細分化されることがわかってきて、がん幹細胞の親の正体が明らかになってきた。

－8－

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原 著（研究室主体）1.

Lee J, Chen X, Wang Y, Nishimura T, Li M, Ishikawa S, Daikoku T, Kawai J, Tojo A,
Gotoh N.: A novel oral inhibitor for one-carbon metabolism and checkpoint kinase 1
inhibitor as a rational combination treatment for breast cancer. Biochem Biophy Res
Commun, Dec 20:584, 7-14, 2021. DOI: org/10.1016/j.bbrc.2021.11.001

2.

Takeuchi Y, Kimura N, Murayama T, Machida Y, Iejima D, Nishimura T, Terashima M,
Wang Y, Li M, Sakamoto R, Yamamoto M, Itano N, Inoue Y, Ito M, Yoshida N, Inoue JI, Akashi K, Saya H, Fujita K, Kuroda M, Kitabayashi I, Voon D, Suzuki T, Tojo A, Gotoh
N.: The membrane-linked adaptor FRS2beta fashions a cytokine-rich inflammatory
microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis. Proc Natl Acad Sci, USA,Oct 26:118(43), e 2103658118, 2021. DOI: 10.1073/pnas.2103658118.

3.

Reheman Y, Takeuchi Y, Nishimura T, Li M, Wang Y, Meguro-Horike M, Kohno T,
Horike S, Nakata A, Gotoh N.: MUSASHI-2 confers resistance to third-generation EGFRtyrosine kinase inhibitor osimertinib in lung adenocarcinoma. Cancer Sci, 2021 July
14:112(9), 3810-3821, 2021. DOI: 10.1111/cas.15036.

4.

Murayama T, Takeuchi Y, Yamawaki K, Natsume T, Mengjiao L, Marcela N R-C,
Nishimura T, Kogure Y, Nakata A, Tominaga K, Sasahara A, Yano M, Ishikawa S, Ohta T,
Ikeda K, Horie-Inoue K, Inoue S, Seki M, Suzuki Y, Sugano S, Enomoto T, Tanabe M,
Tada K, Kanemaki T M, Okamoto K, Tojo A, Gotoh N.: MCM10 compensates for Mycinduced DNA replication stress in breast cancer stem-like cells. Cancer Sci, 112(3), 12091224, 2021. DOI: 10.1111/cas.14776.

（共同研究）
5.

Kozawa K, Sekai M, Ohba K, Ito S, Sako H, Maruyama T, Kaneko M, Shirai T, Kuromiya
K, Kamasaki T, Kohashi K, Tanaka S, Ishikawa S, Sato N, Asano S, Suzuki H, TanimuraN, Mukai Y, Gotoh N, Tanino M, Tanaka S, Natsuga K, Soga T, Nakamura T, Yabuta Y,
Saitou M, Itoh T, Matsuura K, Tsunoda M, Kikumori T, Iida T, Mizutani Y, Miyai Y,
Enomoto A, Fujita Y.: The CD44/COL17A1 pathway promotes the formation of－9－multilayered, transformed epithelia. Curr Biol, 2021 Jul 26: 31(14), 3086-3097.e7, 2021.
DOI: 10.1016/j.cub.2021.04.078.
6.

Makita H, Endo K, Kasahara Y, Nakata A, Moriyama-Kita M, Ishikawa K, Ueno T,
Nakanishi Y, Kondo S, Wakisaka N, Gotoh N, Yoshizaki T.: Xenografts derived frompatients with head and neck cancer recapitulate patient tumor properties. Oncol Lett, 21(5),385, 2021. DOI: 10.3892/ol.2021.12646.

7.

Hirano M, Imai Y, Kaito Y, Murayama T, Sato K, Ishida T, Yamamoto J, Ito T, Futami M,
Ri M, Yasui H, Denda T, Tanaka Y, Ota Y, Nojima M, Kamikubo Y, Gotoh N, Iida S,
Handa H, Tojo A.: Small-molecule HDAC and Akt inhibitors suppress tumor growth andenhance immunotherapy in multiple myeloma. J Exp Clin Cancer Res, on line publication
23, March, 2021: 40(1), 110, 2021. DOI: 10.1186/s13046-021-01909-7.

8.

Baba T, Yoshida T, Tanabe Y, Nishimura T, Morishita S, Gotoh N, Hirao A, Rikinari
Hanayama R, and Mukaida N.: Cytoplasmic DNA accumulation preferentially triggers
cell death of myeloid leukemia cells by interacting with intracellular DNA sensing
pathway. Cell Death & Dis, on line publication 4, March, 2021: 12(4), 322, 2021.
DOI: 10.1038/s41419-021-03587-x.

総 説
1.

「乳がん幹細胞を再現するバイオロジーとそれに関わるシグナル伝達経路」

後藤典子

実験医学別冊：がん微小環境に 1 細胞レベルで挑む (羊土社)、

vol. 39(12): p23(1831)-28(1836), 2021.
2.

「乳腺のオルガノイドによるマイ・メディシン」―がん幹細胞研究の立場から
後藤典子

医学のあゆみ(医歯薬出版株式会社), vol. 276(6): p21810-21816, 2021.

＜学会発表＞＜国際学会＞
1.

Noriko Gotoh: “The cytoplasmic adaptor FRS2beta fashions a cytokine-rich inflammatory
microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis.” AACR Annual Meeting
2021.

2021 年 3 月 26 日、米国、オンライン－ 10 －

＜全国学会＞
1. 後藤典子：“乳がん患者由来モデル及びマウスモデルを用いたがん幹細胞、微小環
境構築の解明“ 患者由来がんモデル研究会 シンポジウム「患者由来がん細胞の三次元培養を組み合わせたがんの本態解明の研究」2021 年 12 月 16 日、（オンライン）（オーガナイザー、講演）
2. 後 藤 典 子 ： “The membrane-linked adaptor FRS2beta fashions a cytokine-richinflammatory microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis” 第 44 回日本分子生物学会年会 シンポジウム「新たな 3D バイオロジーと組織解析テクノ
ロジーを組み合わせたがん征圧への道」 2021 年 12 月 3 日、横浜（オーガナイザ
ー、講演）
3. 後藤典子：“新薬開発へ向けた産学連携の問題点と将来展望” 第 80 回日本癌学会
学術総会 2021 年 10 月 1 日、横浜（オーガナイザー）
4. 後藤典子：“Key molecular targets in cancer stem-like cells in triple-negative breast cancer”
第 80 回日本癌学会学術総会

コアシンポジウム

2021 年 9 月 30 日、横浜

5. 後藤典子：“スフェロイド・オルガノイド培養を用いた腫瘍細胞不均一性の解明” 第
29 回日本乳癌学会学術総会の基礎研究

日本癌学会合同シンポジウム「臨床を見据えたがん最新のトピックス」2021 年 7 月 1 日、横浜（オーガナイザー、講演）

6. 後藤典子：“患者由来乳がんのスフェロイド・オルガノイド培養を用いたがん幹細胞エコシステムの解析“第 33 回日本内分泌外科学会総会

特別講演 2-1 2021 年

6 月 4 日、長野県軽井沢
7. 後藤典子：“乳がん幹細胞” 第 2 回日本チャールス・リバー・ウエビナー

2021 年5 月 24 日、東京（オンライン）
8. 竹内康人、木村奈津子、村山貴彦、町田雪乃、家島大輔、西村建徳、王禹銘、坂本
理恵子、山本瑞生、板野直樹、井上優介、伊藤正孝、吉田進昭、井上純一郎、赤司
浩一、佐谷秀行、藤田浩司、黒田雅彦、北林一生、東條有伸、後藤典子：細胞質ア
ダプタータンパク FRS2beta は、乳がん形成を促進する炎症性サイトカインリッチ
環境を形成する. 第 80 回日本癌学会, 横浜, 2021.9.30-10.2.
9. 竹内康人、村山貴彦、西村建徳、矢野正雄、笹原麻子、田辺真彦、石川聡子、太田
哲生、多田敬一郎、池田和博、井上聡、堀江公仁子、岡本康司、東條有伸、後藤典
子：がん関連線維芽細胞由来の液性因子は乳がん幹細胞様細胞の維持に寄与する.
2021 先端動物支援プラットフォーム, オンライン, 2021.9.6.
10. 竹内康人、後藤典子：MUSASHI-2 RNA 結合タンパク質は肺腺がんの EGFR 阻害剤オシメルチニブ耐性を賦与する.第 25 回日本がん分子標的治療学会学術集会,
オンライン, 2021.5.26.
11. 竹内康人、後藤典子：The membrane-linked adaptor FRS2beta fashions a cytokine-rich－ 11 －

inflammatory microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis. 第 18 回幹細胞シンポジウム, オンライン, 2021.5.21-22.
12. 西村建徳、Jin Lee、Xiaoxi Chen、Yuming Wang、石川聡子、東條有伸、後藤典子：‟A novel inhibitor of one carbon metabolism with Chk1 inhibitor is a rational combination
strategy to treat breast cancer” 第 80 回日本癌学会学術総会 2021 年 10 月 2 日、神奈
川＜外部資金＞
1. 後藤典子，AMED 次世代がん医療創生研究事業，2020.4.1-2021.3.31，代表，13,000 千円
2. 後藤典子，AMED 次世代がん医療創生研究事業，2020.4.1-2021.3.31，分担，3,900 千円
3. 後藤典子，AMED 創薬支援推進事業・創薬総合支援事業，2021.10.1-2022.3.31，代表，3,960 千円
4. 後藤典子，AMED 次世代がん医療創生研究事業，2021.4.1-2022.3.31，分担，650 千円
5. 後藤典子，AMED 革新的医療実用化研究事業，2021.8.20-2022.3.31，分担，650 千円
6. 後藤典子，基盤研究 B（一般），2021.4.1-2024.3.31，代表，15,110 千円
7. 後藤典子，新学術領域研究（公募研究），2021.4.1-2022.3.31，代表，3,120 千円
8. 竹内康人，科学研究費助成事業 若手研究，2021.4.1-2027.3.31，代表，4,550 千円
9. 竹内康人，基盤研究 B，2021.4.1-2022.3.31，分担，130 千円
10. 竹内康人, 挑戦的萌芽研究, 2021.4.1-2023.3.31, 分担，100 千円－ 12 －

Division of Epithelial Stem Cell Biology
上皮幹細胞研究分野
Visiting Professor
Nicholas Barker（シンガポール A-STAR 研究所・主任研究員）
Assistant Professor
Kazuhiro Murakami 村上 和弘
AssistantKenji Kita 北 賢二（共同研究拠点）
Postdoctoral Researcher Yumi Terakado 寺門 侑美 (〜2021.3)
Assistant Staff
Yoshie Jomen 定免 良枝
Kikue Saitou 齋藤 喜久江 (〜2021.2)【 Abstract 】
Gastric cancer is a complex disease that often arises in a setting of chronic inflammation.
For gastric tumorigenesis, Helicobacter pylori infection is an important risk factor, andCOX-2/PGE2 pathway is induced in the infection-associated chronic gastritis tissues. Despite
recent extensive efforts to molecularly classify gastric cancers to try and stratify treatment
regimens according to underlying mutational spectra, gastric cancer remains a relatively
poorly understood disease with a poor prognosis for most patients.
Cancer stem cells are defined as the unique subpopulation in the tumors that possess theability to initiate tumor growth and sustain self-renewal as well as metastatic potential. Thosetumor-resident cells with stem cell characteristics are thought to be resistant to conventionalanti-cancer therapies, allowing them to survive and drive tumor recurrence in many patients.
Recently, we have identified Lgr5+ chief cells in the corpus stomach, which serve as
reserve stem cells to effect epithelial renewal following oxyntic atrophy. These reserve stem
cells drive spasmolytic polypeptide-expressing metaplasia in the stomach following
conditional KRasG12D driver mutation, highlighting their likely contribution to gastriccancer initiation in vivo.
But still it is not clear whether the Lgr5+ chief cell serves as an origin of gastric cancer cellunder the chronic inflammation and how cancer stem cell is induced from Lgr5+ reserve stem
cells. To study the effects of chronic inflammation on stem cell-driven cancer formation andprogression in the corpus stomach, we are focusing on evaluating a potential cancer stem cellfunction of Lgr5+ cells present within Wnt-driven inflammation-dependent gastric tumors.
We would like to leverage on the extensive knowledge and mouse models available throughmy collaborator, Professor Masanobu Oshima to study the effects of chronic inflammation onstem cell driven cancer formation and progression in the corpus stomach. This is
physiologically relevant because the majority of human gastric cancer is considered to arise ina setting of chronic inflammation caused by infection with Helicobacter Pylori.

－ 13 －

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
1．新規胃がんマウスモデルの解析
APC, KRas, p53 遺伝子変異を組み合わせることで、悪性度の高い新たな胃がんマウ
スモデルを得た。これらのマウスに生じた胃がんよりオルガノイドを樹立し、免疫不全マウスの胃に同所移植を行うことで、生体内の胃がんの浸潤・転移を模倣できる新
たな移植モデルを確立した。これらのマウスで Lgr5 遺伝子を発現する胃がん細胞を選択的に除去することで転移が抑制されることが明らかとなった。このことは、Lgr5
陽性胃がん細胞は、胃がんの浸潤・転移に必須ながん幹細胞である事を示唆している。
C18-ATK マウスの胃がん組織

患者さんの胃がん組織
原発巣

これらの結果は、浸潤領域

先端モデル動物支援プラットフォーム 若手支援

表現型, 分子マーカー, 遺伝子発現が似通っており, ヒト胃がんをよく模倣している。
胃がん組織

上皮細胞の分離マウス胃への同所移植技術講習会およ学会総会でポス

複数回にわたるLgr5陽性細胞の除去と抗癌剤 (5-フルオロウラシル)の併用

ター発表され、ポスター賞を受賞

胃がんオルガノイドの樹立

C18-ATK マウス

胃がんオルガノイド
同所移植モデル
未処理

5-フルオロウラシル

Lgr5陽性細胞の除去+5-フルオロウラシル

HE

C18-ATK マウス

効果的な胃がん細胞の消失, 転移の抑制が見られる。

Lgr5

び第 80 回 日本癌

浸潤・転移過程の迅速な解析が可能。

した。また、国際誌である Nature Cell Biology に受理された。
2. 胃幹細胞を維持する分子機構の解明
Wnt シグナルの下流因子である転写因子 Sox9 が胃正常幹細胞の維持および胃がん幹細胞の悪性化に必須であることが明らかとなった。また、Sox9 は胃正常幹細胞の増殖抑制を導く一方、胃がん幹細胞ではその効果を示さず、むしろ胃がんの悪性化を導くことが明らかとなった。この差は、がん抑制遺伝子 p53 の変異状況に依存していることが明らかとなった。これらの結果は、先端モデル動物支援プラットフォーム 若
手支援技術講習会および第 80 回 日本癌学会総会で口頭発表された。
3. 新規びまん性胃がんマウスモデルの開発
多くのびまん性胃がんで RhoA 遺伝子の変異がみられる。理化学研究所 生体モデル開発チームの清成寛チームリーダーらと共同で、変異型 RhoA を発現する新規マウスを作成した。これらのマウスを Cldn18-CreERT2/Cdh1 cKO マウスと交配し、胃のみでCdh1 遺伝子をノックアウトしつつ変異型 RhoA を誘導したところ、びまん性胃がんが生じた。しかし、これらの腫瘍は転移しなかったことから、転移性胃がんを模倣するマウスモデルの作出を目指して p53 cKO マウスとのさらなる交配を進めている。
－ 14 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著
1. Fatehullah A*, Terakado Y*, Sagiraju S, Tan TL, Sheng T, Tan SH, Murakami K, Swathi Y,
Ang N, Rajarethinam R, Ming T, Tan P, Lee B & Barker N. A tumour-resident Lgr5+
stem-cell-like pool drives the establishment and progression of advanced gastric cancers,
Nature Cell Biology, 23, 1299-1313, 2021 (*Co-first author)（共同研究）
2. Tsuji T, Maeda Y, Kita K, Murakami K, Saya H, Takemura H, Inaki N, Oshima M, Oshima
H. FOXO3 is a latent tumor suppressor for FOXO3-positive and cytoplasmic-type gastriccancer cells, Oncogene, 40(17): 3072-3086, 2021.
＜学会発表＞
村上和弘;
1. 先端モデル動物支援プラットフォーム 若手支援技術講習会「胃正常組織幹細胞および胃がん幹細胞様細胞を制御する分子機構の解析」2021 年 9 月 6 日 Web 開催
2. 第 80 回 日本癌学会学術総会「LGR5 陽性の胃がん幹細胞において幹細胞性を導く
機構の解析」2021 年 9 月 30-10 月 2 日 Web 開催
寺門侑美;
3. 先端モデル動物支援プラットフォーム 若手支援技術講習会「転移性胃がん悪性化にかかわる分子メカニズムの解明」2021 年 9 月 6 日 Web 開催
4. 第 80 回 日本癌学会学術総会「進行性胃癌発生および進行における腫瘍内 Lgr5 陽性幹細胞プールの役割」2021 年 9 月 30-10 月 2 日 Web 開催＜外部資金＞
1. 基盤研究(C)[研究代表者 : 村上 和弘]「オルガノイドを用いた胃がん幹細胞の可視化と効果的な治療法の探索」130 万円
2. 第 35 回 北國がん基金[研究代表者 : 村上和弘]「胃がん細胞の幹細胞性を制御する分子機構の解明」50 万円
3. 若手研究 [研究代表者 : 寺門 侑美]「胃がん幹細胞の同定および制御機構の解明」100 万円－ 15 －

＜その他＞
寺門侑美; JCA 若手研究者ポスター賞－ 16 －

がん幹細胞研究プログラム

Division of Molecular Genetics
遺伝子・染色体構築研究分野
Professor
Assistant Professors
Postdoctoral Researcher
Graduate Students
Assistant Staff

Atsushi Hirao 平尾 敦
Yuko Tadokoro 田所優子，Masahiko Kobayashi 小林昌彦，
Masaya Ueno 上野将也，
Kenta Kurayoshi 倉吉健太
Youngwei Jing, Loc Thi Pharm, Hiroki Gugiyama 杉山雄紀，
Xi Chen, Yihang Gu, Yuhang Yan
Kazue Sawa 澤和恵， Yukiko Takai 高井由紀子【 Abstract 】
Nutrients are converted by the body to smaller molecules, which are utilized for bothanabolic and catabolic metabolic reactions. Cooperative regulation of these processes is criticalfor life-sustaining activities. Our group has been focusing on how the regulation of nutrientdriven metabolism controls cell fate determination of stem cells and cancer cells. For thispurpose, we have examined the metabolic regulation from two perspectives: (1) the control of
intracellular metabolism by the balance of anabolic and catabolic reactions; and (2) the control
of organismal metabolic status by dietary intake of nutrients.
Several types of tissue stem cells, including hematopoietic stem cells (HSCs), experiencelong periods of quiescence or dormancy, which is supported by catabolic regulations, such as
autophagy and lysosomal degradation process (Figure 1). We found a critical role of autophagy
in protecting HSCs against insults during the early neonatal stage, which is essential for healthy
long-term hematopoiesis (Ito C, Sci. Rep. 2021). Such catabolic regulation is also important for
maintenance of stem cell properties in malignant tissues. We found that lysosomal degradation
is essential for maintenance of undifferentiated status of myeloid leukemia, mediated by ironpathways (Pharm TL, JSH meeting 2021). Since the iron-dependent regulation for celldifferentiation is controlled by epigenetic alterations, we are aiming to identify criticalepigenetic modifiers in the downstream of lysosome activity. In addition, we have discoveredthat the endo-lysosomal activity is a critical biomarker for malignant progression in patientderived glioma cells, and that lysosome is an important target for a novel therapeutic strategy(Jing Y, JCA meeting 2021).
It has recently been proposed that non-mutational drug resistance mechanisms underlie thesurvival of residual ‘drug tolerant persister’ (DTP) cancer cells, and that these DTPs displaytranscriptional and functional similarities to cells in “embryonic diapause” (Figure 2). Recently,
we have identified a critical metabolic molecule induced by catabolic status, contributing to the
induction of diapause state in cancer cells. We have started collaborative research for drug
discovery to overcome the drug resistance, by using information technology, such as molecularsimulation with a high-performance supercomputer.
In conclusion, delving into how cancer behavior is influenced by nutrient-driven metabolism
leads to the development of novel therapeutics useful for treating a variety of cancers.
－ 18 －

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
様々な生体活動において，タンパク質，糖，脂質，ビタミン，ミネラル等の栄養素の摂取およびその代謝調節は極めて重要な役割を果たす。我々は，このような栄養代
謝調節の観点から幹細胞の動態およびがんの悪性化制御機構を理解したいと考え，研究を進めている。そのため，（１）幹細胞動態に関する異化・同化制御分子の特定と機能解析，（２）食餌中の栄養素の変動がもたらす全身的栄養代謝変動と幹細胞制御に関して複数のプロジェクトを進めた。
我々は，これまで同化制御に関わる分子としての mTOR，異化制御に関わる分子として，オートファジー・リソソーム制御分子群（FOXO, TFEB/TFE3）の解析を進めてきた（図１）。本年は，出生後から成体に至る過程での造血幹細胞の自己複製におけるオートファジーの役割を詳細に比較することによって，新生児期特有の環境変化に対してオートファジーが幹細胞の傷害を防ぐために重要な役割を果たすことを見出した（Ito C, Sci. Rep. 2021）。また，白血病幹細胞においては，リソソーム機能が鉄代謝依存的エピジェネティクス制御において重要であること，また，脳腫瘍においては，
リソソーム活性がその悪性度を反映しており，重要な治療標的となることなどについて，学会報告を行った（投稿準備中）。
同化・異化調節は，がん細胞の抗がん剤耐性においても重要である。最近の研究で，がん治療中の再発の原因となる Minimal Residual Disease は，遺伝子変異が背景となる
クローン由来とは別に，「休眠状態の誘導機構」の重要性が指摘された。興味深いことに，この休眠状態は，胎生期に生じる Diapause と極めて類似した制御機構が背景にあることや， Myc や mTOR のような同化制御分子の抑制により Diapause 状態が惹起されることが知られている（図２）。我々は，異化状態で誘導される分子を同定し，抗がん剤耐性における役割の解明と阻害剤スクリーニングを実施した。現在，ヒット化合物やその類縁体のデータを基に，計算科学を用いた創薬研究の専門家とともに，スーパーコンピューターを用いた分子動態シミュレーションによる最適化を進めており，将来の治療耐性克服の実現に向けてプロジェクトを推進している。

Figure 1. Anabolic/Catabolic balance

Figure 2. Diapause signature for drug resistance－ 19 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著（分野主体）
1. Nomura N, Ito C, Ooshio T, Tadokoro Y, Kohno S, Ueno M, Kobayashi M, Kasahara A,
Takase Y, Kurayoshi K, Si S, Takahashi C, Komatsu M, Yanagawa T, Hirao A. Essential
role of autophagy in protecting neonatal haematopoietic stem cells from oxidative stress ina p62-independent manner. Sci. Rep. 2021, 11(1):1666.
（共同研究）
2. Hiraiwa M, Fukasawa K, Iezaki1 T, Sabit H, Horie T, Tokumura K, Iwahashi S, Murata M,
Kobayashi M, Park G, Kaneda K, Todo T, Hirao A, Nakada M, and Hinoi E. SMURF2
phosphorylation at Thr249 modifies the stemness 1 and tumorigenicity of glioma stem cellsby regulating TGF-β receptor stability. Commun. Biol. 2022, in press
3. Tanabe M, Hosokawa K, Nguyen MAT, Nakagawa N, Maruyama K, Tsuji N, Urushihara
R, Espinoza L, Elbadry MI, Mohiuddin M, Katagiri T, Ono M, Fujiwara H, Chonabayashi
K, Yoshida Y, Yamazaki H, Hirao A, Nakao S. The GPI-anchored protein CD109 protects
hematopoietic progenitor cells from undergoing erythroid differentiation induced by TGFβ. Leukemia 2021 [Online ahead of print]
4. Fukasawa K, Kadota T, Horie T, Tokumura K, Terada R, Kitaguchi Y, Park G, Ochiai S,
Iwahashi S, Okayama Y, Hiraiwa M, Yamada T, Iezaki T, Kaneda K, Yamamoto M, Kitao
T, Shirahase H, Hazawa M, Wong RW, Todo T, Hirao A, Hinoi E. Oncogene 2021,
40(15):2803-2815.
5. Baba T, Yoshida T, Tanabe Y, Nishimura T, Morishita S, Gotoh N, Hirao A, Hanayama R,
Mukaida N. Cytoplasmic DNA accumulation preferentially triggers cell death of myeloid
leukemia cells by interacting with intracellular DNA sensing pathway. Cell Death Dis.
2021, 12(4):322.
著書・総説
平尾敦: 造血組織恒常性および腫瘍発生・増悪における腸内細菌叢の意義
血液 2021, 62(7):739-743
平尾敦: がん幹細胞
2021, 47-49, 南江堂

臨床新臨床腫瘍学 がん薬物療法専門医のために（改訂第 6 版）,＜学会発表＞
1.

Hirao A: Cell fate decision by metabolic regulation in hematopoietic stem cell homeostasis
and leukemogenesis. The 39th Sapporo International Cancer Symposium 2021 年 7 月 6-

－ 20 －

7 日，札幌
2.

Hirao A: Cell fate determination mediated by nutrient-derived metabolites in tumor
development and malignant progression. 第 80 回日本癌学会学術総会，2021 年 9 月
30- 10 月 2 日，横浜

3.

平尾敦：栄養代謝による細胞運命決定とがん，第 94 回日本生化学大会，2021 年
11 月 3-5 日，Web 開催4.

田所優子：加齢に伴う造血の変化―造血幹細胞エイジングに着目して―,BPNP2021 サテライトシンポジウム，B6J AGED 研究会 第 3 回 講演会, 2021 年 7
月 13 日，京都
5. Kobayashi M, Jing Y, Hirao A: Acquisition of therapy-resistance through proneuralmesenchymal transition in glioblastoma, 第 80 回日本癌学会学術総会，2021 年 9 月
30 日-10 月 2 日，横浜
6. 倉吉健太，平尾敦 : FOXOs 下流因子を対象とした白血病幹細胞の分化誘導法の開発，2021 年 9 月 6 日，Web 開催
7.

Pham TL, Kurayoshi K, Ueno M, Hirao A : Critical roles of iron homeostasis controlled
by lysosomal acidification in maintaining undifferentiated status of leukemia，第 83 回日本血液学会学術集会，2021 年 9 月 23- 25 日，Web 開催

8.

Jing Y, Kobayashi M, Hirao A: A novel therapeutic strategy for glioblastoma by targetinglysosome membrane integrity controlled by autophagy activity, 第 80 回日本癌学会学術総会，2021 年 10 月 1 日, 横浜

9.

Chen X, Tadokoro Y, Si S, Honda H, Hirao H : Identification of diet-dependent metabolites
for controlling development of hematopoietic neoplasm, 第 25 回造血器腫瘍研究会,
2021 年 1 月 23 日，Web 開催＜知的財産＞
1. 平尾敦, Jing Y, 小林昌彦, 中田光俊: 腫瘍治療用医薬組成物、出願番号 2021151703＜外部資金＞
1.

平尾敦：基盤研究（A）R1～R4 年度「代謝調節によるがんステムネス制御の分子基盤」8,600 千円
2. 平尾敦：挑戦的研究（萌芽）R3～R4 年度「造血器腫瘍の治療および予防に資する
代謝物探索システムの構築」2,000 千円
3. 平尾敦：次世代がん医療創生研究事業 R1～R3 年度「代謝シグナルによる未分化
4.

性制御機構を標的とした新規がん治療法の開発」16,509 千円
田所優子：基盤研究（C）R1～R3 年度「栄養環境変化による造血幹細胞恒常性維持機構の解明」1,100 千円－ 21 －

5.
6.

田所優子：令和 2 年度 高松宮妃癌研究基金研究助成金「遺伝子異常に依存した食餌性ストレスによる白血病進展機構の解析」2,000 千円
上野将也：基盤研究（C）R2〜R4 年度「がん特異的な栄養代謝経路におけるニコチンアミド代謝の機能解析」1,000 千円

7.

上野将也：日本血液学会 2021 年度研究助成「ニコチンアミド代謝を介した白血病の抗がん剤不応性（Drug tolerant persister）機構の解明」500 千円

8.

小林昌彦：基盤研究（C）R2～R4 年度「悪性脳腫瘍の不均一性と治療抵抗性に働く細胞系譜転換の分子基盤」1,100 千円

9.

倉吉健太：若手研究 R3~4 年度「リソソーム代謝経路が規定する白血病幹細胞の未分化性維持機構の解明」1,900 千円－ 22 －

Division of Oncology and Molecular Biology
腫瘍分子生物学研究分野
Professor

Chiaki Takahashi 高橋 智聡

Assistant Professors

Susumu Kohno 河野 晋,
Sheng Jindan 盛 金丹（2021.10.1〜2021.12.31）

Graduate Students

Kulathnga Liyana Arachchillage Nilakshi(〜2021.3.31),
Sheng Jindan 盛 金丹（〜2021.9.30）,
Zhang Zhiheng 張 智恒（〜2021.9.30）,
Yu Hai 余 海, Gong Linxiang 龔 麟祥,
Kana Teranishi 寺西 夏菜, Zhang Yuanyuan 張 園園,
Zhang Zixue 張 子雪, Yu jinghui 于 靖暉（2021.1.1〜）,
Renata Akhmetzianova（2021.4.1〜）, Quan Ruifang 権 瑞方
（2021.4.1〜）,Yu Peifu 于 沛夫（2021.4.1〜）, Nada Hamdy
Mohamed Hussein（2021.10.1〜）

Technical Assistant

Naoko Nagatani 永谷 直子【 Abstract 】

Majority of cancers carry wild-type RB1 to those synthetic CDK4/6 inhibitors might beeffective. For HR+; HER2- advanced breast cancer patients, it is recommended to use theseagents in combination with endocrine therapy. However, the expansion of indications forother cancers has been developed slowly. We determined rationales for synthetic CDK4/6
inhibitor combination therapy to treat hepatocellular carcinoma, K-Ras-mutated lung, colonand pancreatic cancers. We also explored the intrinsic mechanisms whereby cancer cells resist
to CDK1/2/5/9, CDK9 and newly developed CDK2/4/6 inhibitors. RB1 inactivation causes
cancer initiation in limited type of cancers but in most types promotes progression. We
identified a number of novel RB1 targets including ELOVL6 in the latter context andexplored clinical significance. The frequency of RB1 gene deletion in primary prostate cancer
is less than 10%, which reaches to 37% in metastatic lesions. RB1 deletion in advanced
prostate cancer very frequently involves SUCLA2 loci located in the vicinity causing certain
metabolicvulnerabilities

which

can

be

pharmacologicallytargetableby

2-isopropyl-5-methylbenzo-1,4-quinone. We are trying to identify the molecular target of thisagent and discover compounds with similar/better bioactivity by a large-scale rescreening.
Based on collaborations, we defined thus far the most reasonable explanation for Warburg’s－ 23 －

effect in tumor cells, and discovered RECK as a promising therapeutic target in Alzheimer’s
disease.
＜2021 年の成果、進行状況と今後の計画・展望＞
RB1 を長期に亘って無リン酸化状態に置く薬剤である合成 CDK4/6 阻害剤の RB1 野生型
非乳がんへの適応拡大を目指し、まず肝細胞がんを標的とした。RB1 野生型肝細胞がんへの CDK4/6 阻害剤の治療効果は部分的であったので、これを増感する化合物を探索し、IKK阻害剤等を得た。次いで、RB1 が野生型である事が多く加えて D 型サイクリン依存的に高度リン酸化されると考えられる
KRas 変異がん（肺がん、大腸がん、膵臓がん）への適応拡大のための併用薬剤をス
クリーニング、更に 3 種類のキナーゼ阻害剤を見出した（図、Hepatology 2021、特許出願準備中）。CDK1/2/5/9 および CDK9 選択的阻害剤や新規開発された CDK2/4/6 阻害剤の臨床開発の為の基盤研究にも着手した。これは RB1 インタクトがん患者にとって福音となるはずである。一方で、我々は、RB1 機能を喪失ないし遺伝子を欠失したがんの克服にも取り組んできた。近年、CHK1, PLK, Aurora-A, B 等の阻害との合成
致死性が報告されている。我々は、Ras, LOX, IL6, CCL2, CCL5, SCD1, ELOVL6 等を、RB1 機能を喪失したがんの新規治療標的として報告してきた。
AMED 支援によって、
ELOVL6 阻害が強いがん抑制効果を示すこと、その機構にセラミドが関与する事、
ELOVL6 阻害への AKT シグナルを介する内在的耐性機構も判明し、ELOVL6 阻害剤
開発のための POC とした（投稿準備中）。一方、進行前立腺がんにおいて頻繁にホモ欠失する RB1 の近傍に位置し、RB1 欠失に随伴して欠失する SUCLA2 に注目した。
この異常は進行前立腺がん症例の 10 から 30%に存在すると予測、慈恵会医大泌尿器
科が日本人症例においてその検証を行っている。慶応義塾大学等と協力し、SUCLA2
欠失細胞に不可逆性の代謝脆弱性を見出した。SUCLA2 欠失細胞を選択的に傷害する薬剤をスクリーニングし、二つのヒット化合物を得ている。AMED 支援を得、うち2-isopropyl-5-methylbenzo-1,4-quinone の構造展開を実施、金沢大薬学系において分子プローブ化、釣り竿法による分子標的同定を試みている。和光理研において、酵母を用いた化学遺伝学的アプローチによる標的推定、P1 レベルの大規模再スクリーニン
グを実施中。大阪大学との共同研究により、Warburg 効果の真の意味の理解に挑戦した（投稿中）。ジョンズホプキンス大学との共同研究によりアルツハイマー 治療標的として RECK 分子が有望である事を報告した（Sci. Transl. Med. 2021）。これまでに蓄積した新知見を臨床開発につなげる努力を続ける。
－ 24 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著論文（研究室主体）1.

Sheng J, Kohno S, Okada N, Okahashi N, Teranishi K, Matsuda F, Shimizu S, Linn P,
Nagatani N, Yamamura M, Harada K, Horike S, Inoue H, Yano S, Kumar S, Kitajima S,
Ajioka I and Takahashi C. Treatment of retinoblastoma 1-intact hepatocellular carcinoma
withcyclin-dependent

kinase4/6

inhibitor

combination

therapy. Hepatology

74(4):1971-1993, 2021. doi: 10.1002/hep.31872.

（共同研究）
1.

Nakamura M, Li Y, Choi BR, Matas-Rico E, Troncoso J, Takahashi C and Sockanathan S.
GDE2-RECK controls ADAM10 α-secretase-mediated cleavage of amyloid precursor
protein. Sci. Transl. Med. 17;13(585):eabe6178, 2021. doi: 10.1126 /scitranslmed.abe6178.

2.

Gutiérrez J, Gonzalez D, Escalona-Rivano R, Takahashi C and Brandan E. Reduced
RECK levels accelerate skeletal muscle differentiation, improve muscle regeneration anddecrease fibrosis. FASEB J. 35(5):e21503, 2021. doi: 10.1096/fj.202001646RR.

3.

Murata T, Hashimoto K, Kohno S, Takahashi C, Yamaguchi M, Ito C, Itoigawa M,
Kojima R, Hikita K, Kaneda N. Chemical inducer of regucalcin attenuates
lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in pancreatic MIN6 ß-cells andRAW264.7 macrophages. FEBS Open Bio 2021 Oct 28. doi: 10.1002/2211-5463.13321(Online ahead of print)（著書・総説）1.

Takahashi C and Kato J. Synthetic inhibitors of CDK4/6 activities and tumor suppression:a preface to the special issue. Onco 1(1):1-2, 2021.

2.

Linn P, Kohno S, Sheng J, Kulathunga N, Yu H, Zhang Z, Voon D, Watanabe Y and
Takahashi C. Targeting RB1 loss in cancers. Cancers 13: 3737, 2021. doi: 10.3390/
cancers13153737

3.

高橋智聡, 河野晋. 『 がん細胞社会における細胞間相互作用 Which intercellularinteraction should be targeted in cancer therapy?』別冊・医学のあゆみ p67-71, 2021「細胞競合による生体制御とがん」井垣達吏編－ 25 －

＜学会発表＞1.

Kohno S, Paing Linn, Soga T, Takahashi C. Pharmacologically targetable metabolic
vulnerability in prostate cancer carrying RB1-SUCLA2 deletion. Keystone symposia
tumor metabolism and microenvironment. 2021 年 1 月 25 日-28 日（オンライン開催
1/25-28 ポスター）

2.

盛金丹. New combination therapy of HCC by CDK4/6 inhibitor in combination with akinase inhibitor. 第 18 回日本臨床腫瘍学会学術集会 2021 年 2 月 18-21 日（オンライン開催 2/18-21 ポスター）

3.

野口 雅史, 河野 晋, 柴田 桂太朗, 河野 隆志, 後藤 典子, 髙橋 智聡, 平尾 敦, スコ
ラーノ ルカ, 笠原 敦子. ヒト肺腺がんのゲフィチニブ 耐性機構におけるミトコ
ンドリア融合因子 OPA1 の役割. 第 94 回日本薬理学会年会 2021 年 3 月 8-10 日（札幌市/札幌コンベンションセンター/オンライン開催 3/8-3/10）

4.

Kohno S, Paing Linn, Mishiro K, Kunishima M, Watanabe Y and Takahashi C.
Pharmacologically targetable vulnerability in prostate cancer carrying RB1-SUCLA2 loss.
AACR Annual Meeting 2021 2021 年 4 月 10-15 日（オンライン開催 4/10-15,5/17-21）

5.

Sheng J, Kohno S, Okada N, Ajioka I and Takahashi C. Treatment of RB1-intact cancers
with CDK4/6 inhibitor combination therapy. AACR Annual Meeting 2021 2021 年 4 月
10-15 日（オンライン開催 4/10-15,5/17-21）

6.

Takahashi C. Pharmacologically targetable vulnerability in prostate cancer carrying
RB1-SUCLA2 deletion. Cancer Science and Targeted Therapy Conference 2021 2021 年
9 月 7 日（Melbourne, Australia / Mantra bell city 9/6-7 口頭）

7.

高橋智聡, 盛金丹, 河野晋. RB1 がん抑制遺伝子のステータスを標的とするがん治療. 第 80 回日本癌学会学術総会 2021 年 9 月 30 日（横浜市/パシフィコ横浜
9/30-10/2 口頭）

8.

Sheng J, Kohno S, and Takahashi C. CDK4/6 inhibitor combination therapy for thetreatment of RB1-intact HCC. 第 80 回日本癌学会学術総会 2021 年 9 月 30 日（横浜市/パシフィコ横浜 9/30-10/2 ポスター）

9.

河野晋, 高橋智聡. RB1-SUCLA2 欠失による代謝脆弱性を標的とした前立腺がん治療法の開発. 第 80 回日本癌学会学術総会 2021 年 10 月 2 日（横浜市/パシフィコ横浜 9/30-10/2 ポスター）

10. 高橋智聡, 盛金丹, 河野晋. 合成 CDK4/6 阻害剤による肝細胞がん治療. 第 59 回日
本癌治療学会学術集会 2021 年 10 月 21 日（横浜市/パシフィコ横浜 10/21-23 口頭）
11. 河野晋, 佐々木信成, 高橋智聡. RB-コレステロールによる未分化性維持機構の解明. 第 94 回日本生化学大会 2021 年 11 月 3-5 日（横浜市/パシフィコ横浜 11/3-5 ポ
スター）－ 26 －

12. 盛金丹. Treatment of RB1-intact cancers with CDK4/6 inhibitor combination therapy.
第 16 回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム 2021 年 11 月 11-12 日（熊本市/熊本大学 11/12 口頭）＜外部資金＞ (2021 年度/ R3 年度が含まれる課題)
高橋智聡
1. 科学研究費補助金

基盤研究（B）R2〜R5 年度「RB がん抑制遺伝子の代謝制御機能」（代表） 3,300 千円
2. 科学研究費補助金

基盤研究（C）R1〜R3 年度「関接リウマチ滑膜の上皮間葉移行の新規制御分子 DIP2C の解析と治療作用点の検討」（分担）200 千円

3. 革新的がん医療実用化研究事業（AMED） R2〜R4 年度「閉経後ホルモン依存性
子宮体癌の発症・進展の新たな分子機構−男性ホルモン作用の解析と臨床応用−」（分担）2,000 千円
4. 次世代がん医療創生研究事業（AMED）R3〜R4 年度「SUCLA2 遺伝子欠失を標的とする進行前立腺がんの新規治療法開発」（代表）4,000 千円
河野晋
1.

学術研究助成基金助成金

基盤研究（C）R2〜R4 年度「晩期再発乳がんにおける休眠トリガーと分子機構の解明」800 千円
2.

革新的がん医療実用化研究事業（AMED） R2〜R4 年度「閉経後ホルモン依存性
子宮体癌の発症・進展の新たな分子機構−男性ホルモン作用の解析と臨床応用−」（分担）2,000 千円

3.

次世代がん医療創生研究事業（AMED）R3〜R4 年度「SUCLA2 遺伝子欠失を標的とする進行前立腺がんの新規治療法開発」（分担）2,500 千円－ 27 －

Division of Molecular Bioregulation
分子生体応答研究分野

Professor

Naofumi Mukaida

Associate Professor

Tomohisa Baba 馬場智久

Technical Assistant

Kuniko Minami

向田直史（～2021.3）

南邦子【 Abstract 】
Cytoplasmic DNA accumulation-induced cytotoxicity in myeloid leukemia cells
Accumulating evidence indicates the presence of cytosolic DNA in various types of malignant
cells, and its involvement in anti-cancer drug- or radiotherapy-mediated DNA damage response
and replication stress. However, the pathophysiological roles of cytosolic DNA in leukemias
remain largely unknown. We investigated the cytosolic DNA dynamics in acute myeloid
leukemia (AML) cells and revealed that autophagy can regulate cytosolic DNA accumulation.
Inhibition of autophagosome formation induced cytosolic DNA accumulation, eventuallytriggering cytosolic DNA-sensor signaling pathways to exert cytotoxicity in AML cells.
Furthermore, autophagy inhibitors augmented an effect of differentiation therapeutic drug, alltrans retinoic acid (ATRA), revealed as an irreversible myeloid cell differentiation. Thus,
manipulation of cytosolic DNA dynamics can be a novel and potent therapeutic strategy for
AML.

－ 28 －

＜2021年の研究成果、進捗状況及び今後の計画＞
細胞質内 DNA 蓄積に伴う骨髄性白血病細胞の細胞毒性
ヒト急性骨髄性白血病（AML）細胞を用いた解析から、白血病細胞では過剰な細胞分裂にともなって、核内から細胞質に 2 本鎖 DNA 断片が逸脱していることを見出した。通常はオートファジーにより分解され、恒常性を維持しているが、オートファジ
ー形成を抑制すると、細胞質内 DNA の蓄積により細胞質内 DNA センサーシグナリ
ング経路の活性化を介して細胞毒性を示すことを明らかにした。AML 細胞に対して骨髄球分化を誘導し、白血病性の異常増殖を抑制することを目的とした分化誘導療法
が世界的に注目されている。これらの知見を踏まえ、ヒト AML 細胞に対して分化誘導療法の代表的治療薬である ATRA とオートファジー阻害剤を併用処置した結果、AML
細胞に不可逆的な骨髄球分化を誘導することで、抗白血病作用が著しく増強した（概念図）。今後 AML マウス実験モデルを用いて、ATRA とオートファジー阻害剤の併用による治療効果を生体内で検討する。

－ 29 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著論文（研究室主体）Baba T, Yoshida T, Tanabe Y, Nishimura T, Morishita S, Gotoh N, Hirao A, Hanayama R,
Mukaida N. Cytoplasmic DNA accumulation preferentially triggers cell death of myeloid
leukemia cells by interacting with intracellular DNA sensing pathway. Cell Death Dis 2021,
12:322. doi: 10.1038/s41419-021-03587-x.
（共同研究）
1. Zoshima T, Baba T, Tanabe Y, Ishida Y, Nakatani K, Nagata M, Mukaida N, Kawano
M. CCR2- and CCR5-mediated macrophage infiltration contributes to glomerular
endocapillary hypercellularity in antibody-induced lupus nephritis. Rheumatology(Oxford) 2021, 8:keab825. doi: 10.1093/rheumatology/keab825.
2. Sasaki SI, Zhang D, Iwabuchi S, Tanabe Y, Hashimoto S, Yamauchi A, Hayashi K,
Tsuchiya H, Hayakawa Y, Baba T, Mukaida N. Crucial contribution of GPR56/ADGRG1,
expressed by breast cancer cells, to bone metastasis formation. Cancer Sci 2021, Online
ahead of print. doi: 10.1111/cas.15150.

＜学会発表＞
Baba T. Autophagy inhibitor selectively induces cytotoxicity against myeloid leukemia
cells by accumulating cytosolic DNA. 第 80 回日本癌学会学術総会。2021 年 9 月 30
日～10 月 2 日。横浜。
＜外部資金＞
馬場智久
1．科学研究費・基盤研究（C）（代表）「ドナー細胞由来白血病の発症にかかわる細胞外小胞の病態生理学的役割の解明」 （直接経費 1,100 千円，間接経費 330千円）
2. 科学研究費・基盤研究（C）（分担）「時空間的解析による大動脈瘤発生から進行過程でのケモカイン・システムの機能解明」（直接経費 300 千円，間接経費 0千円）－ 30 －

がん微小環境研究プログラム

Division of Immunology and Molecular Biology
免疫炎症制御研究分野
Professor
Associate Professor
Assistant Professor
Assistant Staff
Research Cooperator

Takashi Suda
須田 貴司
Kohsuke Tsuchiya 土屋 晃介
Takeshi Kinoshita 木下 健
Shoko Hosojima 細島 祥子
Hiroko Kushiyama 串山 裕子【 Abstract 】

In response to infection, massive cell death in the surrounding tissue, and so on, macrophagescommit suicide called pyroptosis, which is a necrotic and inflammatory form of programmed
cell death. Simultaneously, dying macrophages release inflammatory cytokines such as IL-1,
IL-1 and IL-18. Under these conditions, various pattern recognition receptors, such as
NLRP3, NLRC4, and AIM2, form multiprotein complex called inflammasome together withprocaspase-1. Caspase-1 activated in the inflammasome cleaves gasdermin D (GSDMD),
whose N-terminal fragments then form pores in the plasma membrane to induce pyroptosis.
Caspase-1 also cleaves proIL-1 and proIL-18 to convert them into mature forms. During theprocess of pyroptosis, proIL-1 is also converted into its mature form in caspase-1 dependent
manner. However, proIL-1 is not a substrate of caspase-1. Thus, what cleaves proIL-1, andhow caspase-1 is involved in IL-1 maturation has been unclear. We found that GSDMD isrequired for the rapid induction of IL-1 maturation by inflammasome activators. Ablation of
GSDMD abrogates the maturation of IL-1, but not of IL-1. Maturation of IL-1 required
extracellular Ca2+ and calpains. Ca2+ influx and calpain activation are induced in a
GSDMD-dependent manner. These results suggest that IL-1 is cleaved by calpains that are
activated by Ca2+ influx through plasma membrane pores generated with caspase-1-cleaved
GSDMD fragments (Cell Reports, 2021).
We have found that KIF11 contributes to inflammasome formation and induction ofpyroptosis. To investigate the role of KIF11 in NLRP3 inflammasome functions in vivo, weare currently investigating the effect of a KIF11 inhibitor in mouse obesity model, because therole of NLRP3 inflammasome in obesity-mediated metabolic disorders has been reported.
KIF11 is known to play an important role in spindle formation and chromosome segregation
during cell division. Phosphorylation of KIF11 is required for this function of KIF11. We
found that KIF11 is also phosphorylated after NLRP3 activation. The importance of KIF11
phosphorylation in inflammasome formation is currently under investigation.

－ 32 －

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
１．パイロトーシスにおけるガスダーミン D（GSDMD）の活性化機構と役割の研究
病原体感染などにより活性化されたカスパーゼ 1 は GSDMD を切断し、その N 末断
片が細胞膜に孔を形成することでパイロトーシスを誘導する。パイロトーシスを起こしたマクロファージなどでは、IL-1α/β、IL-18 などの炎症性サイトカインが前駆体型から成熟型に転換され、GSDMD が形成した孔から放出される。IL-1β や IL-18 の成熟はカスパーゼ 1 によって触媒されるが、IL-1α の成熟機構については不明な点が多かった。我々は、GSDMD 形成した細胞膜の孔から Ca2+の流入が起こり，それによって活性化されたカルパインが IL-1α の成熟に働くことを明らかにした（Cell Reports,
2021）。加えて、GSDMD を活性化する新規プロテアーゼの探索を行い、その結果、あるカスパーゼが細菌由来分子パターンに応じて GSDMD を活性化することがわかった。今後、その詳細な分子機序や生理的意義を明らかにする。
２．自然免疫応答におけるモーター蛋白 KIF11 の役割の解析
KIF11 と NLRP3 のリンクを in vivo で検証する目的で、琉球大学の今村美菜子准教授
らが保有する肥満モデルマウス（db/db）の耐糖能、インスリン感受性が KIF11 イン
ヒビターを投与することで改善するシステムを利用させていただき、マウスの脂肪組
織サンプルにおける NLRP3 活性化を解析した。今回は高脂肪、高ショ糖餌誘発性肥満マウス脂肪組織を提供頂き、肥満誘発マウスで亢進している caspase-1 の活用化が
KIF11 阻害剤投与によって抑制されていることを示す結果を得た。in vivo で KIF11 がNLRP3 応答に関与することを示す有力なデータであると考える。引き続き、肥満モ
デルマウス（db/db）の組織サンプルを提供頂き、caspase-1 の活性化を解析する予定。
また、紡錘体において KIF11 が機能するために必須とされるリン酸化修飾が、NLR
刺激に応じても KIF11 に入ることを確認した。KIF11 のモータータンパクとしての機能が自然免疫応答に必須であることを示すデータと考える。該当アミノ酸変異 KIF11
発現と現在構築中の KIF11 ノックアウト細胞システムと組み合わせてリン酸化修飾の重要性を明確にする予定。
３．パイロトーシス細胞が放出する細胞内リステリア増殖抑制活性の解析
我々は、パイロトーシスを起こした細胞の培養上清中にマクロファージの細胞内に感染したリステリア菌の増殖を抑制する活性を見出し、この活性を担いうる代謝産物を同定した。本年度は、培養上清中に含まれる本物質の HPLC 法による定量を試みている。今後は、リステリア感染マウスモデルにおいて、in vivo で本物質がリステリアの増殖を抑制するか検討する予定である。

－ 33 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著（研究室主体）1.

Tsuchiya K, Hosojima S, Kushiyama H, Mahib MR, Kinoshita T, Suda T. Gasdermin DMediates the Maturation and Release of IL-1α Downstream of Inflammasomes. Cell
Reports, 34: 108887, 2021.

（共同研究）
1. Kumrungsee T, Peipei Zhang, Yanaka N, Suda T, Kato N. Emerging cardioprotective
mechanisms of vitamin B6: a narrative review. Eur J Nutr, 2021, published online, doi:
10.1007/s00394-021-02665-2.
2. Uematsu T, Tsuchiya K, Kobayashi N, Seiki M, Inoue JI, Kaneko S, Sakamoto T. Mint3
depletion-mediated glycolytic and oxidative alterations promote pyroptosis and preventthe spread of Listeria monocytogenes infection in macrophages. Cell Death & Disease,
12: 404, 2021.
総説（研究室主体）
1.

Tsuchiya K. Switching from Apoptosis to Pyroptosis: Gasdermin-Elicited Inflammation
and Antitumor Immunity. International Journal of Molecular Sciences, 22: 426, 2021.

＜学会発表＞
1.

土屋晃介, 須田貴司. Gasdermin D mediates the release and maturation of IL-1αduring inflammasome formation. 第 94 回日本細菌学会総会. 2021 年 3 月 23~25 日（オンライン）.

2.

木下健、 KIF11 を介した細胞死と自然免疫応答の制御、 第 29 回日本 Cell Death
学会学術集会、 オンライン開催、2021 年 7 月 27 日

3.

木下健、キネシンモーターKIF11 による自然免疫応答制御、第 2 回細胞死コロキ
ウム、 オンライン開催、2021 年 11 月 18 日

4.

Kinoshita T, Tsuchiya K, and Suda T. Kinesin molecular motor Eg5 functions during
innate immune signaling. 第 44 回日本分子生物学会年会. Online Meeting, 2021 年 12月2日

＜外部資金＞
1.

須田貴司（代表）科学研究費

基盤研究（B）「パイロトーシス細胞が放出するリ

ステリア増殖抑制因子の解析」直接経費 3,500 千円－ 34 －

2.

土屋晃介（分担）科学研究費

基盤研究(B)「パイロトーシス細胞が放出するリス

テリア増殖抑制因子の解析」直接経費: 350 千円
3.

土屋晃介（分担）AMED 循環器疾患・糖尿病等生活習慣病対策実用化研究事業「過栄養による肝細胞死の様式変容とその生活習慣病発症・増悪のメカニズムの解明」
直接経費: 1,000 千円

4.

土屋晃介（代表）武田科学振興財団 2021 年度 医学系研究継続助成（基礎）「カスパーゼ-1 による細胞死誘導の分子機序とインフラマソーム関連疾患における役割」配分額: 3,000 千円（2021 ~ 2022 年度）

5.

土屋晃介（代表）公益財団法人三谷研究開発支援財団・研究開発資金助成「炎症性細胞死パイロトーシスで免疫学的に「冷たい」がんを「熱く」する手法の開発」
配分額: 1,500 千円－ 35 －

Division of Tumor Dynamics and Regulation
腫瘍動態制御研究分野
Professor
Associate Professor
Assistant Professors

Reseach Fellow
Graduate Student
Graduate Student
Undergraduate Student

Kunio Matsumoto 松本 邦夫
Katsuya Sakai 酒井 克也
Ryu Imamura 今村 龍
Hiroki Sato 佐藤 拓輝
NEVAL YILMAZ （ナノ生命科学研究所）
Xujun Han（ナノ生命科学研究所・矢野先生の研究室から出向）
Nichole Marcela Rojas Chaverra
Yumiko Tahira 田平 裕美子
Borui Lee
Itsuki Sakai 酒井 伍希Assistant Staff

Natsuko Higashi

東 奈津子【Abstract】
Our research is focusing on 1) discovery of new physiological function of MET/HGF receptor,2) mechanisms of metastatic niche formation by HGF-MET activation, 3) drug discovery
based on cyclic peptides and protein engineering. Our research progresses in 2021 arefollowings. (1) As an innate immunity, infection of RNA virus induces inflammatory cytokine
production in epithelial cells. We revealed that MET intracellularly facilitates MAVS
aggregation in mitochondria, which induces inflammatory cytokine production, MET tyrosine
kinase activity is indispensable in this innate immune response. Promotion of innate immune
response is new function of MET regulated by non-canonical kinase-independent mechanism.
(2) In the model of lung metastasis, the processing from precursor HGF to active HGF
occurred in the lung before the colonization of tumor cells. Newly generated HGF activated
MET in epithelial cells and induced expression of genes closely involved in metastatic nicheformation, and metastatic niche formation was suppressed by selective inhibition of active
MET. Processing of HGF, rather than de novo gene induction, in dsitant site facilitates MET
activation which promotes premetastatic tumor microenvironment formation before tumor cellcolonization. (3) Employing Lasso-Graft technology which confers new binding properties to avariety of protein scaffolds by functional insertion of macrocyclic peptide pharmacophores,
immunoglobulin Fcbased receptor agonist(right figure) and antitransferrin antibodybased receptor agonist
with long circulatory
residency and theblood–brain-barrier
penetrance weregenerated.

－ 36 －

＜2021 年の研究成果，進行状況＞
1. Non-canonical MET 経路を介した自然免疫制御(1) RNA ウイルス感染から炎症性サイトカイン産生の誘導に至る自然免疫応答性が MET 受容体欠損で低下すること，(2) MET はミトコンドリア MAVS タンパク質の重合を促進すること，(3) 自然免疫応答には MET 細胞内領域が関与するもののチロシンキナーゼ活性に依存しないことを見出した。MET 受容体を介した 2 本鎖RNA 自然免疫応答は，MET の新しい生理機能であるばかりか，チロシンキナーゼ
非依存的な non-canonical シグナル経路を介して発揮される（論文投稿中）。
2. HGF のプロセッシングを起点とするがん転移微小環境形成
がん転移に先立ち，遠隔組織において転移を許容する微小環境（ニッチ）が形成されるメカニズムは解明されていない。HGF は不活性前駆体 HGF として分泌・貯留
され，によって MET 活性化能をもつ活性型 HGF に変換される。悪性黒色腫の肺転移モデルを解析系として，肺転移に先立って腫瘍由来因子の作用により肺上皮細胞での活性型 HGF へのプロセッシングと MET 活性化がみられること，MET 活性化
によって転移ニッチ形成に関与する分子群の発現が上昇すること，肺局所での活性型 HGF の特異阻害は転移を抑制することを見出した。遠隔組織での HGF のプロセッシングが転移ニッチ形成に役割を果たすと考えられる（論文準備中）。
3. Lasso-Graft 法を用いた高機能 MET アゴニスト創成
MET 受容体細胞外領域に高親和性結合する環状ペプチド配列（aMD4）を Fc 分子に内挿することによって，HGF とほぼ同等に MET 受容体を活性化するタンパク質（aMD4-Fc）を創成した。aMD4-Fc は Fc 分子の特性に起因する長期血中安定性を示すことから慢性疾患治療に有用と考えられる。また，aMD4 を抗トランスフェリ
ン抗体分子内に内挿し血液脳関門を通過するとともに MET 受容体を活性化できる
アゴニストを創成した（論文投稿中）。
4. HGF-MET 系活性化を介した NASH 改善
NASH（非アルコール性脂肪肝炎）は肝疾患の中で最も患者数が多く，有効な医薬がない。NASH モデルマウスを用いて HGF は脂質代謝・輸送，細胞死抑制，炎症抑制に関わる遺伝子群の発現を誘導し，脂質減少と炎症抑制を介して NASH 病態を改善することを見出した。MET 活性化は NASH 改善につながる（論文準備中）。
＜今後の計画＞
1. HGF-MET 系を介した premetastatic niche 形成のメカニズムと意義
2. 自然免疫応答における MET 新機能の腫瘍進展における意義
3. MET 受容体活性化の構造ダイナミクスの研究
4. 環状ペプチドタンパク質工学による高機能 MET リガンドの創成，薬効検証，新たな生理活性タンパク質の創成－ 37 －

【 研 究 業 績 】＜論文発表＞
原著（研究室主体）1. Tahira Y, Sakai K, Sato H, Imamura R, Matsumoto K. Dimer interface in natural variant
NK1 is dispensable for HGF-dependent Met receptor activation. Int J Mol Sci, 22: 9240,
2021. DOI: org/10.3390/ijms2217240.
（共同研究）
2. Kajiwara K, Yamano S, Aoki K, Okuzaki D, Matsumoto K, Okada M. CDCP1 promotes
compensatory renal growth 1 by integrating Src and Met signaling. Life Science Alliance,
4: e202000832, 2021. DOI: 10.26508/lsa.202000832.
3. Mihara E, Watanabe S, Bashiruddin NK, Nakamura N, Matoba K, Yumi Sano, Maini R,
Yin Y, Sakai K, Arimori T, Matsumoto K, Suga H, Takagi J. Lasso-grafting ofmacrocyclic peptide pharmacophores yields multi-functional proteins. Nature
Commun,12: 1543, 2021. DOI: 10.1038/s41467-021-21875-0
4. Komatsu Y, Naohiro Terasaka N, Sakai K, Mihara E, Wakabayashi R, Matsumoto K,
Hilvert D, Takagi J, Suga H. De novo peptide grafting to a self-assembling nanocapsuleyields a hepatocyte growth factor receptor agonist. iScience, 24: 103302, 2021. DOI:
org/10.1016/j.isci.2021.103302
5. Puppulin L, Kanayama D, Terasaka N, Sakai K, Kodera N, Umeda K, Sumino A, Marchesi
A, Weilin W, Tanaka H, Fukuma T, Suga H, Matsumoto K, Shibata M. Macrocyclic
peptide-conjugated tip for fast and selective molecular recognition imaging by high-speed
atomic force microscopy. ACS Appl Material Interfaces, 13: 54817-54829, 2021. DOI:
org/10.1021/acsami.1c17708
6. Saitou A, Hasegawa Y, Fujitani N, Ariki S, Uehara Y, Hashimoto U, Saito A, Kuronuma K,
Matsumoto K, Chiba H, Takahashi M. N-glycosylation regulates MET processing andsignaling. Cancer Science, 13: 1292-1304, 2022. DOI: 10.1111/cas.15278.

＜総説・著書＞
1. 松本邦夫. メラノーマの浸潤・転移. 「皮膚悪性腫瘍（第２版）上 − 基礎と臨床の最新研究動向 −」日本臨床社、pp 132-137, 2021.
（共同研究）
2. Yoshihara M, Mizutani S, Kato Y, Matsumoto K, Mizutani E, Mizutani H, Osuka S,
Kajiyama H. New insights into human endometrial peptidases in blastocysts implantation.
Int J Mol Sci, in press.

－ 38 －

3. 藁科翔太，佐藤拓輝，造田真希，酒井克也，Passioura Toby，和田康弘，菅裕明，
松本邦夫，渡辺恭良，向井英史. プレシジョンがん診断を指向した活性型 HGF
分子イメージング用環状ペプチド PET プローブの開発. JSMI Report, 14: 26-30,
2021.

＜学会発表＞
1. 藁科翔太，佐藤拓輝，造田真希，酒井克也，Toby Passioura，和田康弘，菅裕明，
松本邦夫，渡辺恭良，向井英史. 腫瘍局所での HGF 活性化を捉える環状ペプチ
ド PET プローブの開発. 第 15 回 日本分子イメージング学会 総会・学術集会，
2021 年 5 月 26 日（熊本）2. Hiroki Sato, Katsuya Sakai, Ryu Imamura, Kunio Matsumoto. HGF conversion in
bronchial epithelial cells triggers pre-metastatic niche formation in the lung. 第 80 回日本癌学会総会，2021 年 10 月 1 日（横浜）3. 日野直也，松田樹生也，真流玄武，酒井克也，今村龍，青木一洋，寺井健太，平島剛志，松本邦夫，松田道行. 集団遊走における細胞の機械的拘束依存的な増殖
因子シグナル活性動態変化による先導細胞の運命決定. 第 73 回日本細胞生物学会大会，2021 年 6 月 29 日（京都）4. 梶原健太郎，山野荘太郎，青木一洋，奥崎大介，松本邦夫，岡田雅人. 腎臓の代償性肥大における Src シグナルの時空間的制御. 第 73 回日本細胞生物学会大会，
2021 年 7 月 2 日（京都）5. 齋藤淳，長谷川喜弘，藤谷直樹，有木茂，上原康昭，松本邦夫，高橋素子. METの糖鎖による機能制御メカニズムの解析. 第 94 回日本生化学大会，2021 年 11
月 3 日（オンライン）
6. 津本彩乃，増尾友佑，近藤友美，今村龍，水谷栄彦，松本邦夫，加藤将夫. ヒト
aminopeptidase A 組換えタンパク質の臓器分布および胎児移行の解析. 日本薬物動態学会 第 36 回年会，2021 年 11 月 18 日（高崎）＜シンポジウム・講演＞
1. 松本邦夫. 高速 AFM を起点に観える増殖因子受容体 MET の動的活性化と創薬.
CBI 学会 第 419 回研究講演会. 2021 年 1 月 11 日（オンライン）
2. 松本邦夫. "高速 AFM で観る"がん関連分子と応用. 【ナノプローブテクノロジ
ー第 167 委員会】 第 98 回研究会. 2021 年 7 月 29 日（オンライン）
3. 松本邦夫. バイオベンチャーの意義と産学連携の創薬開発に向き合う姿勢．シンポジウム「新薬開発に向けた産学連携の問題点と将来展望」，第 80 回日本癌学会総会，2021 年 10 月 1 日（横浜）－ 39 －

4. 酒井克也. 環状ペプチドファルマコフォア内挿型の組換えアゴニストによる組織再生治療の試み. シンポジウム「細胞研究者が挑戦する医療イノベーション」，
第 94 回日本生化学会大会，2021 年 11 月 1 日（オンライン）＜外部資金＞
1. 松本邦夫: AMED 次世代がん医療創生研究事業(P-CREATE)「イメージング活用
創薬の視点からの異分野技術融合によるシームレスな薬効評価システムの構築と実施」(分担課題)「抗 HGF 特殊環状ペプチドのイメージング活用創薬」(分担)(直接経費)7,050 千円
2. 松本邦夫: 科学研究費補助金 基盤研究（B）「高機能環状ペプチド分子技術と融合する転移・薬剤耐性のがん微小環境の研究」(代表)(直接経費)4,100 千円
3. 松本邦夫: 科学研究費補助金 挑戦的研究(開拓)「超機能バイオロジクスリガン
ドの創成と検証の研究」(代表)(直接経費)7,000 千円
4. 松本邦夫: 産学連携受託研究 「有用タンパク質の高発現細胞株の構築」 クリングルファーマ株式会社 (代表)(直接経費)1,500 千円
5. 松本邦夫: 産学連携共同研究 「NASH 治療薬を目指す Met アゴニストの医薬品
特性の検証」 ミラバイオロジクス株式会社 (代表)(直接経費)2,600 千円
6. 松本邦夫: 産学連携寄付金 「松本邦夫研究室への研究助成」 フォーデイズ株式会社(代表)(直接経費)1,500 千円
7. 酒井克也: AMED 肝炎等克服実用化研究事業（肝炎等克服緊急対策研究事業）「環状ペプチドファルマコフォア内挿型の組換えアゴニストによる肝機能・線維化改善に基づく汎用的肝炎治療の開発」(代表)(直接経費)12,000 千円
8. 酒井克也: 科学研究費補助金 基盤研究(C)「高機能ペプチドと AFM 分子計測・操作による増殖因子受容体の活性化機構の解明と制御」(代表)(直接経費)1,100
千円
9. 佐藤拓輝: 科学研究費補助金 若手研究「特殊環状ペプチドを診断ツールとする
低侵襲的な腫瘍特性解析法の開発」(代表)(直接経費)900 千円－ 40 －

Division of Tumor Cell Biology and Bioimaging
腫瘍細胞生物学研究分野
Associate Professor

Eishu Hirata 平田 英周

Assistant Professor

Kojiro Ishibashi 石橋 公二朗

Graduate Student

Ryo Mizutani

Research Students

Riki Kadokawa 角川 立樹（医学類 2 年）、Peifu Yu

Technical Assistant

水谷 涼（卓越大学院 M1）

于 沛夫（腫瘍分子生物学研究分野）

Sayuri Yamagishi

山岸 小百合【 Abstract 】
Malignant brain tumors have an extremely poor prognosis regardless of whether they are
primary or metastatic, and overcoming these devastating diseases is an extremely high social
demand. In the case of brain metastasis, spatio-temporally diverse interactions between cancer
cells and glial cells play very important roles in its progression. In the previous study, we havedeveloped a simple and stable culture method of primary astrocytes and microglia (mixed-glial
culture on/in soft substrate: MGS), which enables long-term analyses of cancer-glia interactions.
Through drug screening with MGS co-culture system, we identified metabotropic glutamate
receptor 1 (mGluR1) as a key regulator of cancer cell proliferation in the brain
microenvironment. mGluR1 is a G-protein-coupled receptor belonging to group I metabotropic
glutamate receptors. The expression of mGluR1 is almost limited to the central nervous system,
and cancer cells usually do not express this protein. However, we found that a mGluR1-specificinhibitor, LY456236, strongly suppressed the proliferation of cancer cells when co-cultured in
MGS, while the drug has no effect on mono-cultured cancer cells. As molecular mechanisms,
we found that mGluR1 expression is induced in cancer cells through interactions with astrocytes,
and that cancer cells with induced mGluR1 expression show enhanced dependence on mGluR1
downstream signaling for survival and proliferation. These results strongly suggest mGluR1 as
a potent therapeutic target of cancer brain metastasis. On the other hand, 3D-live imaging ofcancer-glia interactions in MGS revealed a microglia subpopulation that shows strong cancer
cytotoxicity. Cancer cell death induced by these tumoricidal microglia is cell cycle-dependentand most of the cells die in S/G2/M phase or within 2 hours after mitosis. We found that thecell death is mediated by caspase-1 via inflammasome activation in cancer cells and iscompletely independent from phagocytosis by the microglia. Our studies with MGS co-culture
system have been revealing a series of previously unknown, multifaceted interactions between
cancer cells and glial cells.
－ 41 －

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
1. 新規グリア培養法を用いたがん細胞－グリア細胞ネットワークの解析
マウス新生仔脳組織由来グリア細胞の画期的な長期安定的培養法（MGS 法：
Mixed-glial culture on/in soft substrate）を確立した（Ishibashi et al., under review）。この
MGS 共培養法を用いた薬剤スクリーニングにより、がん脳転移の進展に関与すると考えられる複数の分子・シグナル伝達経路を同定することに成功した。これらのうち、特にグループ I 代謝型グルタミン酸受容体である metabotropic glutamate receptor
1 (mGluR1) が脳微小環境においてがん細胞の生存と増殖に重要な役割を担うことを見出した。mGluR1 はグループ I 代謝型グルタミン酸受容体に属する G タンパク質共役受容体であり、中枢神経系において L-グルタミン酸の受容体としてシナプス伝達に関与している。mGluR1 の発現はほぼ中枢神経系に限られており、各種がん細胞株においても mGluR1 の発現はほとんど認められていない。ところが、がん細胞単独
培養下では全く効果のない mGluR1 阻害剤が、MGS 共培養下においてはがん細胞の増殖を強く抑制することが明らかとなった。この分子機構として、アストロサイトとの相互作用によってがん細胞に mGluR1 の発現が誘導されること、mGluR1 の発現が誘導されたがん細胞では、細胞の生存・増殖に関して mGluR1 下流シグナルへの依存性が増強していることを示唆するデータを得た。以上の結果から mGluR1 はがん脳転移特異的かつ強力な治療標的候補分子であると考えられ、現在、更なる解析を行っている。また MGS 共培養法を用いた 3 次元タイムラプスイメージングにより、MGS 中には強いがん細胞傷害性を有するミクログリアが存在していることが明らかとなった。このミクログリアによって誘導される細胞死は細胞周期依存性であり、がん細胞のほとんどは S/G2/M 期もしくは細胞分裂から 2 時間以内に死滅する。
驚くべきことに、この細胞死はインフラマソームを介した caspase-1 の活性化によって誘導され、またミクログリアによる貪食とは無関係であることも明らかとなった。現在、腫瘍細胞傷害性ミクログリアの本態とがん細胞死の誘導機構に関して更なる研究を進めている。
2. カルボン酸系双性イオン液体の生命科学分野への応用
金沢大学理工研究域生命理工学系 黒田 浩介 博士との共同研究により、生体適合性の高い双性イオン液体 (zwitterionic liquid：ZIL) の生命科学分野への応用に関する研究を進めている。これまでに細胞凍結保存剤としての最適化（Kato et al., Commun
Chem 2021）、および類似化合物を用いた易溶解性シスプラチン製剤の開発（Kadokawa et al., Sci Rep 2021）に成功した。現在、組織・PDX (patient-derived
xenograft) の安定的凍結保存や精子・卵子・受精卵の高効率凍結保存、iPS 細胞を含む幹細胞研究分野への応用を進めつつ、これらを事業化するための金沢大学発ベンチャー企業の立ち上げを行っている。
－ 42 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著（共同研究）
1.

Kato Y, Uto T, Tanaka D, Ishibashi K, Kobayashi A, Hazawa M, Wong RW, Ninomiya
K, Takahashi K, Hirata E*, Kuroda K*. Synthetic zwitterions as efficient non-permeable
cryoprotectants. Communications Chemistry. 4, 151, 2021 (*co-corresponding author)

2.

Sharma G, Kato Y, Hachisu A, Ishibashi K, Ninomiya K, Takahashi K, Hirata E,
Kuroda K. Synthesis of a cellulose dissolving liquid zwitterion from general and low-costreagents. Cellulose. doi.org/10.1007/s10570-021-04185-y, 2021

3.

Kadokawa R, Fujie T, Sharma G, Ishibashi K, Ninomiya K, Takahashi K, Hirata E*,
Kuroda K*. High loading of trimethylglycine promotes aqueous solubility of poorly
water-soluble cisplatin. Scientific Reports. 11(1):9770, 2021 (*co-corresponding author)＜学会発表＞1.

平田

英周 「脳微小環境による脳転移がん細胞の運命決定機構」 フォーラム富山「創薬」第 53 回 研究会（招待講演）（富山・オンライン併催

2021 年 5 月 11日）
2.

石橋 公二朗、平田 英周 「新規 in vitro 共培養系を用いた脳転移微小環境を形成する細胞間相互作用の解明」 2021 年度 先端モデル動物支援プラットフォーム
若手支援技術講習会（オンライン開催

3.

2021 年 9 月 6 日）

平田 英周 「がん脳転移微小環境の細胞分子基盤」 2021 年度 先端モデル動物
支援プラットフォーム 若手支援技術講習会（ミニシンポジウム）（オンライン開催

4.

2021 年 9 月 6 日）

石橋 公二朗、平田 英周 「The concept of cancer associated glial-network in brain
metastasis」 第 80 回 日本癌学会学術総会（横浜市・オンライン併催

2021 年 9月 30 日-10 月 2 日）
5.

平田 英周 「臓器特異的腫瘍微小環境」 第 80 回 日本癌学会学術総会（モーニングレクチャー）（横浜・オンライン併催

6.

2021 年 9 月 30 日-10 月 2 日）

Eishu Hirata “Multifaceted interactions between cancer cells and glial cells in brain
metastasis” (Symposium) The 16th International Symposium of the Institute Network for
Biomedical Sciences & KEY FORUM 2021 (Kumamoto and hybrid online, 11-12 Nov
2021)

7.

Eishu Hirata “Multifaceted interactions between cancer cells and glial cells in brain
metastasis” (Symposium) International Symposium on Tumor Biology in Kanazawa 2021
－ 43 －

(Kanazawa and hybrid online, 26 Nov 2021)＜知的財産＞
特願 2021-004142「固体組成物、液体組成物、及び固体組成物の製造方法」
黒田

浩介、平田

英周

＜外部資金＞
1.

基盤研究 (B) ［研究代表者：平田英周］「がん脳転移微小環境分子基盤の統合的理解と治療への応用」 5,330 千円
2.

MSD 生命科学財団研究助成・がん領域 ［研究代表者：平田英周］「脳転移におけるがん促進性・抑制性アストロサイトの同定」 1,500 千円
3.

若手研究 ［研究代表者：石橋公二朗］「新規 in vitro 共培養系を用いた脳転移微小環境を形成する細胞間相互作用の解明」 1,430 千円（学内研究資金）4.

先魁プロジェクト 2020 ［研究代表者：黒田 浩介

研究分担者：平田 英周］「イオン性材料で革新するライフサイエンス」 3,000 千円＜その他＞（国際シンポジウム開催）
Kanazawa University SAKIGAKE International Symposium “Aiming the fusion of chemistry
and life science” (Zoom online meeting, 8 Nov 2021)（アウトリーチ活動）
金沢発！未来のがん研究者を育む「がん克服プロジェクト」
ング実行委員－ 44 －

クラウドファンディ

がん分子標的探索プログラム

Division of Molecular Cell Signaling
シグナル伝達研究分野
Professor
Assistant Professor
Postdoctoral Researcher
Graduate Students
Assistant Staff

Katsuji Yoshioka 善岡 克次
I Ketut Gunarta
Ryusuke Suzuki 鈴木 隆介
Dewi Yuliana (D4), Purvee Erdenebaatar (D4), Ravdandorj
Odongoo (D4), Yuhei Kishi 岸 勇平 (M2)
Hisayo Inotani 猪谷 久世【 Abstract 】

JNK/SAPK-associated proteins (JSAPs), JSAP1 (also known as JIP3) and JSAP2 (alsoknown as JLP or SPAG9), were first identified as scaffold proteins for the MAP kinase (MAPK)
signaling pathways. Subsequent studies showed that JSAP proteins can also function as motorcargo adaptors. Increasing evidence suggests that JSAP2 is overexpressed in many types ofcancer and involved in cell proliferation and invasion. However, the physiological roles of JSAPin non-transformed cells remain largely unknown. Recently we found that aneuploidy was
induced in non-transformed hTERT RPE-1 cells by overexpressing JSAP2 (or JSAP1). To
explore the functional roles of JSAP, we analyzed JSAP2 knockdown (KD) hTERT RPE-1 cells
and found reduced cell proliferation of JSAP2 KD cells. RNA-seq analyses of JSAP2 KD andcontrol cells suggested the involvement of JSAP2 in the regulation of cell cycle progression.
We are studying how JSAP2 is involved in the processes.
Curcumin, a major component of turmeric, is known to exhibit multiple biological
functions including antitumor activity. We previously reported that JSAP2 reduces curcumininduced cell death by modulating p38 MAPK and autophagy through the regulation of lysosome
positioning. We investigated the role of JSAP1 in curcumin-induced stress, and found that
JSAP1 also attenuates curcumin-induced cell death. However, JSAP1 knockout showed no or
little effect on the activation of JNK and p38 MAPKs in response to curcumin. In addition,
small molecule inhibitors of JNK and p38 MAPKs did not increase curcumin-induced cell death.
Furthermore, JSAP1 depletion did not impair lysosome positioning and autophagosomelysosome fusion. Instead, we noticed substantial autolysosome accumulation accompanied byan inefficient autophagic flux in JSAP1 knockout cells. Taken together, these results indicatethat JSAP1 is involved in curcumin-induced cell death differently from JSAP2, and may
suggest that JSAP1 plays a role in autophagosome degradation and its dysfunction results inenhanced cell death.

－ 46 －

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
１．染色体安定性における JSAP の役割
染色体安定性の維持は正常な発生や恒常性の維持に必要不可欠であり，その異常はがんの発生・悪性化や先天性疾患などと深く関わっている。我々は，これまでに，ヒト正常二倍体不死化 RPE-1（hTERT RPE-1） 細胞で JSAP2 タンパク質の発現レベルを上昇させると異数性細胞の割合が顕著に増加すること，及び JSAP1, 2 二重欠損マウ
ス胚性線維芽細胞では染色体分配異常が誘導されることなどを見出している。また最近，hTERT RPE-1 細胞で siRNA を用いて JSAP2 発現をノックダウン（KD）すると細胞増殖阻害が起こることが分かった。しかし，この JSAP2 KD 細胞の場合，metaphasespreads 解析に必要な分裂中期染色体を調製することはできなかった。現在，目的タン
パク質を素早く分解除去することが可能なオーキシンデグロン法の導入に取り組んでいる。今後，細胞周期制御における JSAP タンパク質の役割とその分子基盤の解明を目指して研究を進める予定である。
２．クルクミン誘導性細胞死における JSAP1 の役割
クルクミンはウコンの主要成分であり，抗腫瘍活性を示すことが知られている。最近，我々は，JSAP2 はオートファジーと p38 MAPK シグナル伝達経路を制御することにより，クルクミン誘導性の活性酸素を介した細胞死に対して抑制的に働くことが報告した。しかし，クルクミン誘導性細胞死における JSAP1 の役割については，これまでに報告がなく，不明である。JSAP1 KD 細胞の作製・解析および JSAP1（あるいはJSAP2）を用いたレスキュー実験を行い，JSAP1 は JSAP2 とは異なる機序によってクルクミン誘導性の細胞死に対して抑制的に働くことを明らかにした（DDT Gunarta etal. 2021）。
３．ストレス応答 MAPK の解析
JNK/p38 MAPK はストレス応答 MAPK としてよく知られており，それらの解析には低分子阻害剤が頻用されている。しかし，3 種類の JNK（JNK1, JNK2, JNK3）および 4 種類の p38（p38, p38, p38, p38），それぞれに特異的な阻害剤はなく，各アイ
ソフォームの機能については不明な点が多い。最近，福永理己郎博士（大阪医薬大）のグループが開発した多重ノックアウト法を用いた，ストレス応答 MAPK の詳細な機能解析に着手した（福永理己郎博士との共同研究）。

－ 47 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著（研究室主体）1. Gunarta IK, Yuliana D, Erdenebaatar P, Kishi Y, Boldbaatar J, Suzuki R, Odongoo R,
Davaakhuu G, Hohjoh H, Yoshioka K. c-Jun NH2-terminal kinase (JNK)/stress-activatedprotein kinase-associated protein 1 (JSAP1) attenuates curcumin-induced cell death
differently from its family member, JNK-associated leucine zipper protein (JLP). Drug
Discov Ther. 15(2): 66-72, 2021.
＜学会発表＞
１．鈴木 隆介，善岡 克次: Effect of JLP overexpression on chromosome stability. 第 80回日本癌学会学術総会, 2021 年 9 月 30 日，横浜（オンライン）
２．Gunarta IK, Odongoo R, Iwabuchi S, Hashimoto S, Yoshioka K. Role of JSAP2 in cell
cycle regulation. 第 44 回日本分子生物学会年会，2021 年 12 月 1 日，横浜（オンライン）＜外部資金＞
１． 科学研究費補助金 基盤研究 (C)（（研究代表者：善岡克次）「新規因子 JSAP による染色体安定性の維持機構」1,200 千円
２． 科 学 研 究 費 補 助 金 若 手 研 究 (B) （ 研 究 代 表 者 ： I Ketut Gunarta ） “Role ofkinesin/dynein adaptor JSAP in reactive oxygen species-induced cell death and lysosome
positioning” 1,100 千円
３． 科学研究費補助金 研究活動スタート支援（研究代表者：鈴木隆介）「モーターアダプターJLP による染色体安定性の制御機構」1,100 千円
４． 高橋産業経済研究財団（研究代表者：善岡克次）「国際連携による肝細胞癌の基礎研究」1,000 千円－ 48 －

Division of Translational and Clinical Oncology
腫瘍制御研究分野
Professor

Toshinari Minamoto 源 利成

Assistant Professor

Takahiro Domoto 堂本貴寛

Graduate Students

Hiroyoshi Nakanishi 中西宏佳（D4：～3 月），Masahiro Uehara
上原将大（D4：～3 月），Ryosuke Ota 太田亮介（D4：太田病院），Satoshi Takenaka 竹中 哲（D4：肝胆膵・移植外科学）

Postdoctoral Researchers

Masahiro Uehara 上原将大（4 月～），Dilireba Bolidong（4 月～）

Research Fellow

Masanori Kotake 小竹優範（9 月～）

MRT* Program Students

Shuhei Morita 守田周平，Takashi Ishida 石田 岳（2018. 12.～）

Assistant Staff

Atsuko Asaka 浅香敦子

*MRT: Medical research training【 Abstract 】
The mission of our division centers on laboratory and clinical research to develop the novel
strategies and modalities for diagnosis and treatment of the gastrointestinal, refractory and rare
cancer types including glioblastoma, bone and soft tissue sarcomas. Research projects are basedon biological characteristics of individual tumor types that are relevant to their invasive andmetastatic potential, resistance to therapy, recurrence and outcome of patients. Our current
efforts are focused on (1) research and development of the cancer therapy by targeting aberrant
glycogen synthase kinase (GSK)3; (2) understanding of malignant phenotypes of cancer byinvestigating pathological metabolic properties (eg., aerobic glycolysis, tumor-promoting
autophagy); and (3) biological basis of gastrointestinal and refractory cancer, all for clinicaltranslation. We have been also establishing the tissue material resources of human stomach andcolorectal cancer for our own projects described above as well as for studies collaborating with
our institutional and many other research groups. In an immediate couple of years, we haveobtained the preliminary results indicating the putative roles of tumor GSK3 as a molecular
hub that connects the pathways responsible for tumor invasion and resistance to therapy, thus
enforcing its potential as a major cancer therapeutic target. We are extending this project toward
investigation of the putative roles for GSK3 in promoting esophageal squamous cell
carcinoma (ESCC; the major type of esophageal cancer in Asia and Japan) and pancreatic
neuroendocrine neoplasms as well as in acquiring chemoresistance in pancreatic cancer. We
also have been trying to develop cellular and mouse models predisposing to ESCC by CRISPRCas9-based genome editing of the metabolic enzymes including glycogen synthase and GSK3.
In addition to these projects, we have clarified the genetic and epigenetic characteristics of
traditional serrated adenoma and duodenal non-ampullary adenoma and adenocarcinoma.
－ 49 －

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
1.glycogen synthase kinase (GSK) 3 阻害によるがん治療法の研究，開発
Wnt 経路抑制因子と認識されている GSK3 が固有の分子経路を介して，がんの悪性形質を推進することを系統的に示してきた。そして，GSK3 阻害のがん治療効果を
細胞レベルと担がん動物で実証した。また，学内外の外科系グループと連携し，膵がん，
膠芽腫や骨軟部肉腫などの難治，希少がんで高活性を示す GSK3 が，腫瘍浸潤性と治療（抗がん剤，放射線）不応性の悪性形質を連結することを見出した。一連の研究をもとに，GSK3 阻害薬品の転用と抗がん剤を併用するがん治療法を開発し，再発膠芽腫（附属病院脳神経外科）と進行膵がん（金沢医科大学病院）を対象とする医師主導臨床研究によりその安全性と抗腫瘍効果を検証した。2021 年には食道扁平上皮がんと抗がん剤耐性獲得膵がんに対する GSK3 阻害の治療効果とメカニズムを明らかにした。また，GSK3 阻害によるがん治療の概念実証のため，膵内分泌腫瘍（PNET）の共同研究に加えて，米国で臨床試験中の GSK3 阻害剤 9-ING-41 を開発した Actuate 社と共同で治療耐性膵がんの前臨床試験を計画した。
2.がんの代謝特性にもとづく悪性形質の解析研究
GSK3 はグリコーゲン代謝を制御する。また，特定の中間代謝産物が解糖経路と自食作用の接点になるとが知られている。そこで大腸がんを中心に，がん固有の糖代謝（Warburg 効果）に関わる触媒酵素やがん促進性自食作用に対する GSK3 の統合的解析を進めている。これとは別に，内視鏡的にヨード不染を特徴とする食道の扁平上皮発
がん初期の生物学的特性は細胞内グリコーゲンの減少，消失である。そこで，患者由来の正常食道扁平上皮細胞とマウスを対象に，グリコーゲン合成酵素と GSK3 のゲノム編集による食道扁平上皮易発がん状態の誘発を試みる研究を 2018 年に開始し，目的の改変マウスを作出して，経過観察を継続している。また 2021 年には，GSK3 がエネル
ギーセンサー酵素 AMPK をリン酸化により不活性化するという知見をもとに，食道扁
平上皮がんにおける両酵素の関連解析を始めた。
3.ヒト消化管がん組織バンクを中心とする大腸がんの分子病理学的研究
消化管がん研究や臨床研究の基礎資源として 2008 年から本事業を開始し，2010 年にこの事業を当研究所ヒトがん組織バンクに継承し現在に至っている。この組織資源の共同利用促進のために，日本医療研究開発機構ゲノム医療支援サイト（http://www.biobank.amed. go.jp/biobank/index.html）に情報公開している。山梨大学：
竹田 扇らが開発した大気圧イオン化法-質量分析を用いて，大腸がん質量分析診断法
開発の共同研究を継続している。大腸組織の質量分析パターンをもとに特有の統計解
析と機械学習を組合わせて非がん/がんの判別（診断）アルゴリズムを構築し，90%以上の感度と特異度による判別を可能にした（論文作成予定）。現在，島津製作所基盤技術研究所と共同で，大腸がんの質量分析-内視鏡診断法の内視鏡デバイス開発に着手した。組織バンク検体を利用して，名古屋市立大学（十二指腸腺腫，早期がん），香川大学（大腸がんテロメア解析）と共同研究を開始した。

－ 50 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著
1. Shimasaki T, Yamamoto S, Omura R, Ito K, Nishide Y, Yamada H4, Ohtomo K, Ishisaka
T, Okano K, Ogawa T, Tsuji H, Matsuo Y, Minamoto T, Tomosugi N, Ferain E, Ochiya
T. Novel platform for regulation of extracellular vesicles and metabolites secretion from
cells using a multi-linkable horizontal co-culture plate. Micromachines 12 (11): 1431,
2021. doi: 10.3390/mi12111431
2. Kotake M, Bando H, Kaneko M, Takemura H, Minamoto T, Kawakami K. LOH of thethymidylate synthase locus in combination with genotype has prognostic and predictive
significance in colorectal cancer. Mol Clin Oncol 15: 235, 2021. doi: 10.3892/mco.
2021.2398＜学会発表＞
1. Takahiro Domoto, Masahiro Uehara, Satoshi Takenaka, Dilireba Bolidong, Tatsuhiko
Furusawa, Osamu Takeuchi, Tomoharu Miyashita, Toshinari Minamoto. GSK3 interconnects the malignant properties in therapy-resistant pancreatic cancer. The 10th
International Conference of the International Society of Gastroenterological Carcinogenesis (ISGC 2021), November 26 (Fri), 27 (Sat), 2021, Gifu, Japan (WEB).
2. Masahiro Uehara, Takahiro Domoto, Satoshi Takenaka, Dilireba Bolidong, Osamu
Takeuchi, Tomoharu Miyashita, Toshinari Minamoto. Glycogen synthase kinase (GSK) 3
participates in acquired resistance to gemcitabine in pancreatic cancer. The 10th
International Conference of the International Society of Gastroenterological Carcinogenesis (ISGC 2021), November 26 (Fri), 27 (Sat), 2021, Gifu, Japan (WEB).
3. Dilireba Bolidong, Takahiro Domoto, Masahiro Uehara, Hemragul Sabit, Tomoyuki
Okumura, Yoshio Endo, Mitutoshi Nakada, Tomoharu Miyashita, Richard W. Wong,Toshinari Minamoto. Potential therapeutic effect of targeting glycogen syntase kinase(GSK)3 in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC). The 10th International
Conference of the International Society of Gastroenterological Carcinogenesis (ISGC2021), November 26 (Fri), 27 (Sat), 2021, Gifu, Japan (WEB).
4. 松田陽子，成澤裕子，葉 娟娟，山川けいこ，向井裕理，谷元ミサ，横平政直，
本間尚子，源 利成．長いテロメアを有する腫瘍の頻度と予後との関連．
－ 51 －

Incidence and prognostic relevance of long telomere cancers. 第 110 回日本病理学会総会，2021 年 4 月 22 日(木)－24 日(土），京王プラザホテル，東京．
5. 岩嶋友紀，羽澤勝治，源 利成，Richard Wong．核膜孔複合体による gene-gating
形成機序．日本生化学会北陸支部第 39 回大会，2021 年 6 月 5 日(土)，WEB．
6. Takahiro Domoto, Satoshi Takenaka, Masahiro Uehara, Dilireba Bolidong, Tatsuhiko
Furukawa, Tomoharu Miyashita, Toshinari Minamoto. Glycogen synthase kinase (GSK)3 renders pancreatic cancer acquiring resistance to gemcitabine via the STAT3 activation.
堂本貴寛，竹中 哲，上原将大，ボリドン ディレレバ，古川龍彦，宮下知治，源利成．GSK3 は STAT3 の活性化を介して膵がんのゲムシタビン耐性獲得に寄与する．第 80 回日本癌学会学術総会，2021 年 9 月 30 日(木)－10 月 2 日(土），パシフィコ横浜．
7. Takeshi Sawada, Eiji Kubota, Keishi Nakamura, Naoki Takahashi, Ryosuke Ota, Masashi
Idogawa, Yasushi Sasaki, Takashi Tokino, Toshinari Minamoto, Hiromi Kataoka. RAS,
BRAF and PIK3CA mutations in circulating tumor DNA and comparison with mutations
in tissue in colorectal cancer. 澤田 武，久保田英嗣，中村慶史，高橋直樹，太田亮介，井戸川雅史，佐々木泰史，時野 隆，源 利成，片岡洋望．RAS 野生型転移性
大腸癌患者における循環腫瘍 DNA 中の RAS, BRAF, PIK3CA 変異の同定と腫瘍組織の変異との比較．第 80 回日本癌学会学術総会，2021 年 9 月 30 日(木)－10 月 2日(土），パシフィコ横浜．
8. Masaharu Hazawa, Toshinari Minamoto, Takeshi Suzuki, Richard Wong. NUP153 drives
oncogenic TP63 expression through liquid-liquid phase separation mediated gene-gating
in squamous cancer. 羽澤勝治，源 利成，鈴木 健之，ウォング リチャード．
NUP153 は相分離を介した Gene-gating 機構で TP63 の発現を誘導する．第 80 回
日本癌学会学術総会，2021 年 9 月 30 日(木)－10 月 2 日(土），パシフィコ横浜．
9. 堂本貴寛，上原将大，竹中 哲，ディリレバ

ボリドン，古川龍彦，竹内 修，宮下知治、源 利成．GSK3 は膵がんの難治性腫瘍形質を連関する．第 32 回日本
消化器癌発生学会総会，2021 年 11 月 26 日(金），27 日(土），岐阜市(WEB）．
10. 上原将大，堂本貴寛，竹中 哲，ディリレバ

ボリドン，竹内 修，宮下知治，源利成．Glycogen synthase kinase（GSK）3 は膵がんのゲムシタビン獲得耐性に寄与する．第 32 回日本消化器癌発生学会総会，2021 年 11 月 26 日(金），27 日(土），
岐阜市(WEB）．

－ 52 －

11. ディリレバ

ボリドン，堂本貴寛，上原将大，アムラ

藤良夫，中田光俊，宮下知治，リチャード

サビット，奥村知之，遠ウォング，源 利成．GSK3 阻害による食道扁平上皮がんの治療効果とメカニズム．第 32 回日本消化器癌発生学会
総会，2021 年 11 月 26 日(金)，27 日(土），岐阜市(WEB）．
＜講演＞
12. 源 利成．基調講演：GSK3 のがん生物学とがん治療抵抗性の一隅．第 29 回日本
癌病態治療研究会 パネルディスカッション：癌治療抵抗性の機序解明に基づく新たな治療法の開発，2021 年 1 月 14 日(木），15 日(金），G メッセ群馬，高崎市．
＜外部資金＞※2021 年が含まれる課題

1. 2020 年－2022 年度 科学研究費補助金 基盤研究(C)

課題番号 20K09100

宮下知治（代表），源 利成，ほか（分担）
課題： GSK3 を基軸とした食道発癌機構の解明と新規治療戦略の開発
研究経費： 4,160,000 円（直接経費 3,200,000 円，間接経費 960,000 円）
2. 2019 年－2021 年度 科学研究費補助金 基盤研究(B)

課題番号 19H03727

源 利成（代表），Richard Wong，宮下知治(分担)課題： 大腸がんの糖代謝改変と細胞核分裂機構を繋ぐ分子経路の解明とがん制御法開発への応用
研究経費： 17,420,000 円(直接経費 13,400,000 円，間接経費 4,020,000 円)
3. 2019 年－2021 年度 科学研究費補助金 基盤研究（C）

課題番号 19K07710

堂本貴寛(代表)
課題： GSK3 によるがん促進的糖代謝特性の解明と制御への応用
研究経費： 4,420,000 円(直接経費 3,400,000 円，間接経費 1,020,000 円)
4. 2019 年－2021 年度 科学研究費補助金 基盤研究(C)

課題番号 19K08367

太田亮介(代表)，澤田 武，源 利成，ほか(分担)課題： RNA シーケンスによる大腸鋸歯状腺腫の発癌機構の解明と分子標的治療の基盤確立
研究経費： 4,420,000 円(直接経費 3,400,000 円，間接経費 1,020,000 円)
5. 2019 年－2021 年度 科学研究費補助金 基盤研究(C)

課題番号 19K08463

澤田 武(代表)，太田亮介，ほか(分担)課題： 表在性非乳頭部十二指腸腫瘍の発癌機構の解明と，進展を予測する内視鏡－ 53 －

診断体系の確立
研究経費： 4,420,000 円(直接経費 3,400,000 円，間接経費 1,020,000 円)－ 54 －

Division of Functional Genomics
機能ゲノミクス研究分野
Professor
Assistant Professors
Graduate Students

Technical AssistantTakeshi Suzuki
鈴木 健之
Akihiko Ishimura 石村 昭彦
Minoru Terashima 寺島 農
Kusuma Suphakhong (D4)Hanbing Lyu (D3)
Risa Takatsuka 高塚理沙 (D3)
Gerelsuren Batbayar (D3)
Hyuga Ajichi 按察日向 (M2)
Atsuko Odawara 小田原 敦子【 Abstract 】

We have been studying the function of epigenetic regulators such as histone methylmodifying enzymes, long noncoding RNAs and RNA methyltransferase complex in the various
steps of malignant progression of cancer. This year we investigated the role of KDM2B, amember of PRC1 complex that regulates histone ubiquitination, during TGF-beta-induced EMTof lung and pancreatic cancer cells. Knockdown of KDM2B inhibited TGF-beta-induced
morphological conversion of the cells and increased cell migration/invasion as well as theexpression changes of EMT-related marker genes. Overexpression of KDM2B influenced theexpression of a subset of epithelial marker genes such as CDH1, miR200a and CGN, andenhanced the effects of TGF-beta. Mechanistic investigations revealed that KDM2B
specifically recognized the regulatory regions of CDH1, miR200a and CGN genes and induced
histone H2AK119 mono-ubiquitination as a component of PRC1 complex, thereby mediating
the subsequent EZH2 recruitment and histone H3K27 methylation required for gene repression.
Studies using KDM2B mutants confirmed that its DNA recognition property but not its histone
H3 demethylase activity was indispensable for its function during EMT, suggesting the crucialrole of KDM2B in the determination of target gene specificity. This study demonstrated thesignificance of the regulation of histone H2A ubiquitination in EMT process.
＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
１．がん細胞の EMT におけるヒストンユビキチン化酵素複合体 PRC1 の役割
TGF-誘導 EMT の進行において, ヒストンメチル化（H3K27me）酵素複合体 PRC2の必須の役割をこれまでに明らかにしてきた。本年度は PRC2 と協調して作用しうる－ 55 －

PRC1 ヒストンユビキチン化（H2AK119Ub）酵素複合体の関与を調べた。CRISPR/Cas9
スクリーニングによって, PRC1 関連因子 23 種類の中から, 発現抑制が EMT に最も影響を与える因子 KDM2B を同定した。KDM2B は, 一部の上皮系遺伝子（CDH1, miR200a,
CGN など）の発現抑制制御を介して EMT 進行や細胞運動性上昇に関与することが示された。変異体解析から, KDM2B の DNA 認識活性が PRC1 によるヒストンユビキチ
ン化と, それに続く PRC2 によるヒストンメチル化, その結果としての上皮系遺伝子の特異的発現抑制に必要であることがわかった。すなわち, EMT 誘導遺伝子発現プロ
グラムのエピジェネティック制御において, KDM2B による特異的 DNA 部位の認識とヒストンユビキチン化修飾が先導的な役割を担うことが明らかになった。
２．RNA の m6A メチル化修飾を認識する Reader 分子による EMT 関連 mRNA 制御
EMT におけるエピトランスクリトーム制御を理解するために, m6A 修飾を受けた
標的 RNA の調節機構を調べている。EMT 進行に重要な転写制御因子 JUN と JUNB がmRNA の m6A 修飾によって, 主にタンパク質翻訳効率と mRNA 安定性の点からそれぞれ調節されていることを見いだした。すなわち, 異なる m6A 修飾認識 Reader 分子による制御が示唆されることから, RNA 免疫沈降法による相互作用解析によって各
Reader 分子の同定を進め, RNA の m6A 修飾の役割を明らかにする計画である。
３．肺がん細胞の薬剤抵抗性獲得に関与するエピジェネティック制御因子の同定
肺がんの分子標的治療において, EGFR 特異的 TKI に対する耐性がんの出現は克服
すべき課題である。本年度は, EGFR 変異肺がん細胞 HCC827 のオシメルチニブ耐性獲得に関与するエピジェネティック制御因子を CRISPR/Cas9 スクリーニング法によって探索した。その結果, ヒストンアセチル化酵素 HBO1 を含む複数の候補因子の同定に成功した。スクリーニングで得られた候補遺伝子特異的な shRNA を用いて発現抑制実験を行った結果, HCC827 細胞の薬剤抵抗性が著しく上昇した。今後, これら候補遺伝子の作用機序を解明して, 肺がんの薬剤耐性獲得の分子基盤の一端を明らかにし, 耐性克服や耐性回避のための新たな戦略の確立を目指す。
４．ヒストンメチル化修飾分布に基づく EMT 制御転写因子の探索
ヒストンの H3K4me3 修飾は, 細胞の特異性を決定する重要な遺伝子座に, より広範囲にマークされることが報告されている。そこで, EMT 誘導の前後で H3K4me3 修
飾の ChIP-seq 解析を行い, 誘導後に H3K4me3 修飾範囲が拡大する遺伝子の中からEMT 制御転写因子の新しい候補を探索した。選抜された候補には, SNAIL や SLUG な
ど既知の EMT 転写因子に加えて, EMT との関係性が未報告の転写因子が５種類含まれていた。これらのうち, CEBPG は発現抑制実験や過剰発現実験の結果, 新しい EMT
誘導転写因子であることが示された。また結合タンパク質の解析から, EMT 以外に
DNA 修復過程への関与も示唆されている。今後, これら候補転写因子の機能と作用機序を解明し, EMT を含む悪性進展の誘導メカニズムの理解に貢献したい。
－ 56 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著（研究室主体）1.

Wanna-Udom S, Terashima M, Suphakhong K, Ishimura A, Takino T and *Suzuki T.
KDM2B is involved in the epigenetic regulation of TGF--induced epithelialmesenchymal transition in lung and pancreatic cancer cell lines. J Biol. Chem., 296: 100213,
2021.

（共同研究）
2.

Yamahana H, Terashima M, Takatsuka R, Asada C, Suzuki T, Uto Y and *Takino T. TGFbeta1 facilitates MT1-MMP-mediated proMMP-9 activation and invasion in oral squamouscell carcinoma cells. Biochem Biophys Rep., 27:101072, 2021.

3.

Takeuchi Y, Kimura N, Murayama T, Machida Y, Iejima D, Nishimura T, Terashima M,
Wang Y, Li M, Sakamoto R, Yamamoto M, Itano N, Inoue Y, Ito M, Yoshida N, Inoue J,
Akashi K, Saya H, Fujita K, Kuroda M, Kitabayashi I, Voon D, Suzuki T, Tojo A and*Gotoh N. The membrane-linked adaptor FRS2b fashions a cytokine-rich inflammatory
microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis. Proc Natl Acad Sci, USA.,
118(43): e2103658118, 2021.

＜学会発表＞
1.

Suzuki T, Terashima M and Ishimura A.

Functional analysis of KDM2B, a member of

PRC1, in the transcriptional regulation of epithelial-mesenchymal transition. 第80回日本癌学会学術総会（横浜2021年10月）
2.

Hazawa K, Minamoto T, Suzuki T and Wong R. NUP153 drives oncogenic TP63
expression through liquid-liquid phase separation mediated gene-gating in squamouscancer. 第80回日本癌学会学術総会（横浜2021年10月）

3.

Ishimura A, Batbayar G, Lyu H, Suphakhong K, Wanna-Udom S, Terashima M, Yano S
and Suzuki T.

CRISPR/Cas9 screening of epigenetic factors relating to drug resistance.

第44回日本分子生物学会年会（横浜2021年12月）
4.

Terashima M, Suphakhong K, Ishimura A, Nishimura T, Horike SI, Nishimura T, Tange
S, Hazawa K, Wong RW and Suzuki T.

Roles of epithelial-mesenchymal transition-

activating transcription factor candidates in cancer cells. 第44回日本分子生物学会年会（横浜2021年12月）－ 57 －

5.

Suzuki T, Wanna-Udom S, Suphakhong K, Terashima M, Lyu H, Ishimura A, Sakari M
and Tsukahara T.

Functional analysis of KDM2B, a member of PRC1, in thetranscriptional regulation of epithelial-mesenchymal transition of cancer cells. 第44回日本分子生物学会年会（横浜2021年12月）＜外部資金＞
1.

文部科学省科学研究費補助金, 基盤研究（C）, 研究代表者

鈴木健之,

1,000 千研究課題名「ゲノムワイドな挿入変異を利用した疾患関連 lncRNA の機能解

円
析」
2.

文部科学省科学研究費補助金, 基盤研究（C）, 研究代表者
円

石村昭彦,

1,000 千研究課題名「がん悪性形質獲得に関係するエピジェネティック制御因子の探索」－ 58 －

がん分子標的医療開発プログラム

Division of Medical Oncology
腫瘍内科研究分野
Professor
Lecturers
Assistant Professors

Assistant
Residents

Assistant Staff

Seiji Yano 矢野 聖二
Koshiro Ohtsubo 大坪 公士郎，Shinji Takeuchi 竹内 伸司
Kaname Yamashita 山下 要，Akihiro Nishiyama 西山 明宏
Nanjo Shigeki 南條 成輝（2021 年 8 月から）
Hiroshi Kotani 小谷 浩, Xujun Han（Nano LSI）
Azusa Tanimoto 谷本 梓，Koji Fukuda 福田 康二
Yohei Takumi 内匠 陽平（2021 年 5 月まで）
Naohiro Yanagimura 柳村 尚寛（2021 年 9 月まで）
Sachiko Arai 新井 祥子
Chiaki Suzuki 鈴木 千晶
Hiroyuki Sakaguchi 坂口 裕之（2021 年 4 月から）
Shigeki Sato 佐藤 成樹（2021 年 8 月まで）
Junko Dohbayashi 堂林 淳子，Tomoko Kohori 小堀 朋子
Yumemi Nakamura 中村 夢美【 Abstract 】

Our researches focus on clarifying mechanism of targeted drug resistance and circumventionof the resistance in various types of cancers with driver oncogenes. In this year, we investigatedintegrated clinical and next-generation sequencing data generated in a nationwide lung cancer
genome screening project (LC-SCRUM-Japan). We found that TP53 co-mutated patientstreated with ALK-tyrosine kinase inhibitors (TKIs) showed significantly worse progressionfree survival than TP53 wild-type patients. In the cell based experiments, ALK-rearranged lungcancer cell lines which lost p53 function were resistant to ALK-TKI-induced apoptosis, but aproteasome inhibitior markedly induced apoptosis in the ALK-TKI-treated cells, in vitro and invivo, by increasing the expression of a pro-apoptotic protein, Noxa which bound to an antiapoptotic protein, Mcl-1. These clinical and preclinical results indicate that concomitant TP53
mutations reduce the efficacy of ALK-TKIs and the combined use of a proteasome inhibitorwith ALK-TKIs is a promising therapy for ALK-rearranged/TP53-mutated lung cancer.
We also surveyed retrospective data on hospital cancer registration as well as information on
disability certificates obtained through the Hokushin Ganpro database. In total, 93,545 cancer
patients in 10 principal hospitals covering the region of northwestern Japan were registeredwith the Hokushin Ganpro database between 2010 and 2015. We found that 2,983 patients,
which accounted for 3.2% of the total patients, had disabilities. No significant differences in－ 60 －

gender, age at diagnosis, cancer stage distribution, and cancer incidence rates were observed
between the disabled and non-disabled patients. These results indicate that deep disparities
between cancer patients with and without disabilities are not apparent and that the disabled
patients in the region of northwestern Japan receive appropriate hospital follow-up.
＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
１．TP53 遺伝子変異に起因する分子標的薬抵抗性の機構解明と克服
分子標的薬に曝露されたがん細胞は，一部が抵抗性細胞として生存し後に増殖を可能にする耐性因子を獲得して耐性腫瘍を形成する。また，併存する遺伝子異常が分子標的薬の感受性を低下させることが報告されてきている。本研究では，日本人における ALK 融合遺伝子陽性肺がんのデータを解析し，ALK 融合遺伝子陽性肺がん症例の25%に TP53 の変異があり，変異型では ALK 阻害薬の無増悪生存期間が短いことを明らかにした。次に，TP53 変異を有する ALK 融合遺伝子陽性肺がん株では ALK 阻害
薬によるアポトーシスが惹起されがたいために抵抗性となることを明らかにした。さらに，プロテアソームにより分解されるアポトーシス促進蛋白質 Noxa をプロテアソーム阻害薬で蓄積させることにより，ALK 阻害薬によるアポトーシスを誘導し耐性を克服しうることを明らかにした（下図）(Clin Cancer Res, 2021)。

２．北信がんプロデータベースによる北信地域の障がい者がん患者の特徴解析
北信がんプロで作成するテータベース事業に参加している北信地域（福井県，石川県，富山県，長野県）の 10 病院の院内がん登録データを活用し，障がい者手帳の情報をもとに障害のあるがん患者の特徴を解析した。2010 年から 2015 年の間に登録された 93,545 例のがん患者のうち，障がい者と認定されていたのは 2,983 例(3.2%)であった。障がい者と非障がい者の間には，性別，診断時年齢，病期などに有意な差を認めなかった。以上より，北信地域におけるがんの診断は，障がいの有無にかかわらず適切に行われていることが示唆された(Int J Clin Oncol, 2021)。

－ 61 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著（研究室主体）1. Takeuchi S, Yanagitani N, Seto T, Hattori Y, Ohashi K, Morise M, Matsumoto S, Yoh K,
Goto K, Nishio M, Takahara S, Kawakami T, Imai Y, Yoshimura K, Tanimoto A, Nishiyama
A, Murayama T, Yano S. Phase I/II study of alectinib in RET-rearranged previously-treated
non-small cell lung cancer (ALL-RET). Transl Lung Cancer Res 2021, 10(1):314-25. doi:
10.21037/tlcr-20-549.
2. Fukuda K, Otani S, Takeuchi S, Arai S, Nanjo S, Tanimoto A, Nishiyama A, Naoki K, Yano
S. Trametinib overcomes KRAS-G12V-induced osimertinib resistance in a leptomeningeal
carcinomatosis model of EGFR-mutant lung cancer. Cancer Sci 2021 Sep; 112(9): 378495. doi: 10.1111/cas.15035.
3. Sato S, Tanimoto A, Yanagimura N, Suzuki C, Takumi Y, Nishiyama A, Yamashita K,
Takeuchi S, Ohtsubo K, Makino T, Yoshida Y, Hirono Y, Hayashi R, Koizumi T, Nakazawa
Y, Ito KI, Motoo Y, Uramoto H, Nakada M, Nishino Y, Yano S. Multi-institutional surveyof cancer disparities in disabled patients in the region of northwestern Japan. Int J Clin
Oncol 2021 (6):1009-14.
4. Tanimoto A, Matsumoto S, Takeuchi S, Arai S, Fukuda K, Nishiyama A, Goto K, Yano S.
Proteasome inhibition overcomes ALK-TKI resistance by p53 inactivation through Noxa
expression in ALK-rearranged NSCLC. Clin Cancer Res 2021, 27(5):1410-20. doi:
10.1158/1078-0432.CCR-20-2853.
5. Nishiyama A, Hattori Y, Takeuchi S, Tanimoto A, Satouchi M, Murayama T, Yano S. Severe
skin toxicity caused by sequential anti-PD-1 antibody and alectinib in non-small-cell lungcancer: a report of two cases and a literature review. Intern Med 2021 Nov 20.doi:
10.2169/internalmedicine.7472-21. Online ahead of print.
6. Suzuki C, Kiyota N, Imamura Y, Goto H, Suto H, Chayahara N, Toyoda M, Ito Y, Miya A,
Miyauchi A, Teshima M, Otsuki N, Nibu KI, Minami H. Exploratory analysis to predict
optimal tumor burden for starting lenvatinib in patients with radioiodine-refractory
differentiated thyroid cancer. Front Oncol 2021 Jul 8;11:638123. doi:
10.3389/fonc.2021.638123.
7. Sakaguchi H, Tanimoto A, Sato S, Yanagimura N, Suzuki C, Takumi Y, Nishiyama A,
Yamashita K, Takeuchi S, Ohtsubo K, Yano S. Mediastinal malignant melanoma markedly
shrinking in response to nivolumab. Intern Med 2021 Jun 26. doi:
10.2169/internalmedicine.7452-21.
8. Ohtsubo K, Yamashita K, Yanagimura N, Suzuki C, Tanimoto A, Nishiyama A, Takeuchi
S, Iwaki N, Kawano M, Izumozaki A, Inoue D, Gabata T, Ikeda H, Watanabe M, Yano S.
Multiple malignant lymphomas of the bile duct developing after spontaneous regression of
an autoimmune pancreatitis-like mass. Int Med, 2021 Feb 1; 60(3): 409-15. doi:
10.2169/internalmedicine.5429-20.
9. Nishiyama A, Staub Y, Suga Y, Fujita M, Tanimoto A, Ohtsubo K, Yano S. Sarcopenia may
influence the prognosis in advanced thyroid cancer patients treated with molecular targeted－ 62 －

therapy. In Vivo 2021;35(1):401-10. doi: 10.21873/invivo.12271.
10. Sakaguchi H, Tanimoto A, Sato S, Yanagimura N, Suzuki C, Takumi Y, Nishiyama A,
Yamashita K, Takeuchi S, Ohtsubo K, Yano S. Clinical outcome of inoperable pancreaticcancer pTreated with FOLFIRINOX or gplus nab-paclitaxel as a first-line therapy: aretrospective analysis. Medicine International 2021, doi: org/10.3892/mi.2021.8.
11. Wang M, Han X, Liu C, Takayama R, Yasugi T, Ei SI, Nagayama M, Tanaka Y, Sato M.
Intracellular trafficking of Notch orchestrates temporal dynamics of Notch activity in the
fly brain. Nat Commun 2021 Apr 7;12(1):2083. doi: 10.1038/s41467-021-22442-3.

（共同研究）
1. Uramoto H, Takiguchi T, Koizumi T, Tanimoto A, Hayashi R, Nakazawa Y, Ito KI, Nakada
M, Hirono Y, Nishino Y, Yano S. Multi-institutional survey of thymic carcinoma patients in
Hokushin region. J Cancer Res Clin Oncol 2021 May 8. doi: 10.1007/s00432-021-036208. Online ahead of print.
2. Uramoto H, Takiguchi T, Koizumi T, Tanimoto A, Hayashi R, Nakazawa Y, Ito KI, Nakada
M, Hirono Y, Nishino Y, Yano S. Multi-institutional survey of malignant pleural
mesothelioma patients in the Hokushin region. J Cancer Res Clin Oncol 2021 Jun 29. doi:
10.1007/s00432-021-03699-z. Online ahead of print.
3. Nakasuka F, Tabata S, Sakamoto T, Hirayama A, Ebi H, Yamada T, Umetsu K, Ohishi M,
Ueno A, Goto H, Sugimoto M, Nishioka Y, Yamada Y, Tomita M, Sasaki AT, Yano S, Soga
T. TGF-β-dependent reprogramming of amino acid metabolism induces epithelialmesenchymal transition in non-small cell lung cancers. Commun Biol 2021 Jun
24;4(1):782. doi: 10.1038/s42003-021-02323-7.
4. Sheng J, Kohno S, Okada N, Okahashi N, Teranishi K, Matsuda F, Shimizu H, Linn P,
Nagatani N, Yamamura M, Harada K, Horike SI, Inoue H, Yano S, Kumar S, Kitajima S,
Ajioka I, Takahashi C. Treatment of retinoblastoma 1-intact hepatocellular carcinoma withcyclin-dependent kinase 4/6 inhibitor combination therapy. Hepatology 2021
Oct;74(4):1971-93. doi: 10.1002/hep.31872. Epub 2021 Aug 25.
5. Okura E, Nishino Y, Sakashita K, Tanimoto A, Hayashi R, Yoshida Y, Nakada M, Koizumi
T, Yano S, Nakazawa Y. Cancer among children, adolescents and young adults in the
Hokushin region, Japan, between 2010 and 2015. Jpn J Clin Oncol 2021 Nov 16;hyab174.
doi: 10.1093/jjco/hyab174. Online ahead of print.
6. Goto S, Sakoda Y, Adachi K, Sekido Y, Yano S, Eto M, Tamada K. Enhanced anti-tumor
efficacy of IL-7/CCL19-producing human CAR-T cells in orthotopic and patient-derived
xenograft tumor models. Cancer Immunol Immunother 2021 Sep;70(9):2503-15. doi:
10.1007/s00262-021-02853-3. Epub 2021 Feb 8.
7. Yoshimura A, Yamada T, Okuma Y, Fukuda A, Watanabe S, Nishioka N, Takeda T, Chihara
Y, Takemoto S, Harada T, Hiranuma O, Shirai Y, Nishiyama A, Yano S, Goto Y, Shiotsu S,
Kunimasa K, Morimoto Y, Iwasaku M, Kaneko Y, Uchino J, Kenmotsu H, Takahashi T,
Takayama K. Impact of tumor programmed death ligand-1 expression on osimertinib
efficacy in untreated EGFR-mutated advanced non-small cell lung cancer: a prospective
observational study. Transl Lung Cancer Res 2021 Aug;10(8):3582-93.doi: 10.21037/tlcr－ 63 －

21-461.
8. Tanimura K, Yamada T, Horinaka M, Katayama Y, Fukui S, Morimoto K, Nakano T, Tokuda
S, Morimoto Y, Iwasaku M, Kaneko Y, Uchino J, Yoneda K, Yano S, Sakai T, Takayama K.
Inhibition of c-Jun N-terminal kinase signaling increased apoptosis and prevented theemergence of ALK-TKI-tolerant cells in ALK-rearranged non-small cell lung cancer.
Cancer Lett 2021 Dec 1;522:119-28. doi: 10.1016/j.canlet.2021.09.018. Epub 2021 Sep 15.
9. Yasuda H, Ichihara E, Sakakibara-Konishi J, Zenke Y, Takeuchi S, Morise M, Hotta K, Sato
M, Matsumoto S, Tanimoto A, Matsuzawa R, Kiura K, Takashima Y, Yano S, Koyama J,
Fukushima T, Hamamoto J, Terai H, Ikemura S, Takemura R, Goto K, Soejima K. A phase
I/II study of osimertinib in EGFR exon 20 insertion mutation-positive non-small cell lungcancer. Lung Cancer. 2021 Oct 16;162:140-6. doi: 10.1016/j.lungcan.2021.10.006. Online
ahead of print.
10. Roselli E, Boucher JC, Li G, Kotani H, Spitler K, Reid K, Cervantes EV, Bulliard Y, Tu N,
Lee SB, Yu B, Locke FL, Davila ML. 4-1BB and optimized CD28 co-stimulation enhances
function of human mono-specific and bi-specific third-generation CAR T cells. J
Immunother Cancer 2021 ;(10):e003354. doi: 10.1136/jitc-2021-003354.
11. Izumi K, Iwamoto H, Yaegashi H, Nohara T, Shigehara K, Kadono Y, Nanjo S, Yamada T,
Ohtsubo K, Yano S, Mizokami A. Androgen replacement therapy for cancer-related
symptoms in male: result of prospective randomized trial (ARTFORM study). J Cachexia
Sarcopenia Muscle 2021 Aug; 12(4): 831-42. doi: 10.1002/jcsm.12716.
12. Jogo T, Nakamura Y, Shitara K, Bando H, Yasui H, Esaki T, Terazawa T, Satoh T, Shinozaki
E, Nishina T, Sunakawa Y, Komatsu Y, Hara H, Oki E, Matsuhashi N, Ohta T, Kato T,
Ohtsubo K, Kawakami T, Okano N, Yamamoto Y, Yamada T, Tsuji A, Odegaard JI,
Taniguchi H, Doi T, Fujii S, Yoshino T. Circulating tumor DNA analysis detects FGFR2
amplification and concurrent genomic alterations associated with FGFR inhibitor efficacy
in advanced gastric cancer. Clin Cancer Res 2021; 27 (20): 5619-27.
13. Kanno A, Yasuda I, Irisawa A, Hara K, Ashida R, Iwashita T, Takenaka M, Katanuma A,
Takikawa T, Kubota K, Kato H, Nakai Y, Ryozawa S, Kitano M, Isayama H, Kamada H,
Okabe Y, Hanada K, Ohtsubo K, Doi S, Hisai H, Shibukawa G, Imazu H, Masamune A.
Adverse events of endoscopic ultrasound-guided fine-needle aspiration for histologic
diagnosis in Japanese tertiary centers: Multicenter retrospective study. Dig Endosc 2021;
33 (7): 1146-57.
14. Kometani M, Yoneda T, Maeda Y, Ohtsubo K, Yamazaki Y, Ikeda H, Mori S, Aono D,
Karashima S, Usukura M, Sasano H, Takeda Y. Carcinoma of unknown primary origin withisolated adrenal metastasis: a report of two cases. Endocr J 2021; 68 (10): 1209-15.
15. Quinn JJ, Jones MG, Okimoto RA, Nanjo S, Chan MM, Yosef N, Bivona TG, Weissman
JS. Single-cell lineages reveal the rates, routes, and drivers of metastasis in cancer
xenografts. Science 2021 Feb 26; 371(6532): eabc1944. doi: 10.1126/science.abc1944.
16. Boucher JC, Li G, Kotani H, Cabral ML, Morrissey D, Lee SB, Spitler K, Beatty NJ,
Cervantes EV, Shrestha B, Yu B, Kazi A, Wang X, Sebti SM, Davila ML. CD28
costimulatory domain-targeted mutations enhance chimeric antigen receptor T-cell function.
Cancer Immunol Res 2021 Jan;9(1):62-74.

－ 64 －

17. Nishikawa Y, Suzuki C, Takahashi Y, Sawano T, Kinoshita H, Clero E, Laurier D, Phan G,
Nakayama T, Tsubokura M. No significant association between stable iodine intake andthyroid dysfunction in children after the Fukushima Nuclear Disaster: an observational
study. J Endocrinol Invest 2021 Jul; 44(7): 1491-500. doi: 10.1007/s40618-02001454-8.
18. Ogawa S, Shimidzu H, Fukuda K, Tsunekawa N, Hirano T, Sato F, Yura K, Hasunuma T,
Ochi K, Yamamoto M, Sakamoto W, Hashimoto K, Ogata H, Kanao T, Nemoto M, Inagaki
K, Tamura T.Multiple mutations in RNA polymerase β-subunit gene (rpoB) in Streptomyces
incarnatus NRRL8089 enhance production of antiviral antibiotic sinefungin: modeling rif
cluster region by density functional theory. Biosci Biotechnol Biochem 2021 Apr
24;85(5):1275-82. doi: 10.1093/bbb/zbab011.

著書・総説
1. 矢野聖二.

第 3 章がん微小環境を標的とした治療薬と耐性. 肺がんの炎症性微小実験医学増刊 39(12):142-6, 2021

環境および中枢神経系での薬剤耐性.
2. 矢野聖二.

Special Feature「がんのチロシンキナーゼ阻害薬耐性獲得のメカニズム」

いま知りたい、肺癌診療のすべて PULMOMICS 2021-No

pp.7-10, 2021

3. Nakanuma Y, Uesaka K, Ohtsuka M, Ohtsubo K, Inoue D, Kozaka K. Intraductal Tumorsof the Biliary Tract: Precursor Lesions and Variants. Diagnosis and Management of
Cholangiocarcinoma-A Multidisciplinary Approach , Springer, 27-67, 2021
4. 大坪公士郎,

三宅邦夫,

オマーカーの意義を探る
ーとしての意義.
5. 西山明宏,

要,

矢野聖二.

特集 肝胆膵疾患におけるバイ膵胆道癌の胆汁メチル化 miRNA 解析とバイオマーカ

肝胆膵 83 (4): 595-601, 2021

矢野聖二.

NTRK 融合遺伝子.

山下

がんゲノム医療を検証する Pharmacogenomics and iomarker,

がん分子標的治療

19(1): 100-4, 2021

分子標的薬：小分子化合物

4）TRK 阻害薬.

腫瘍内科 28(2): 130-4,

浩.

がん薬物療法専門医のための模擬テスト 137,

腫瘍内科 28(2): 213-4,

浩.

がん薬物療法専門医のための模擬テスト 137―解答と解説―.

6. 西山明宏.
2021
7. 小谷
2021
8. 小谷

腫瘍

内科 28(3): 324-5, 2021
9. 鈴木千晶,
構.

矢野聖二. 【特集分子標的薬と耳鼻咽喉科】分子標的薬の耐性化機

JOHNS 37(12); 1546–50, 2021
－ 65 －

＜学会発表＞1.

第 51 回日本膵臓学会大会

大坪公士郎,

三宅邦夫,

山下

要,

矢野聖二.

胆道疾患における血漿中癌抑制型 miRNA のメチル化に関する検討.

膵

2021 年 1 月

神戸
2.

第 18 回日本臨床腫瘍学会

矢野聖二.

［新専門医制度］モデルカリキュラムに西山明宏.

薬剤の有効性が未確認の変異が検出されついて. 2021 年 2 月 Web
3.

第 18 回日本臨床腫瘍学会
分子標的薬が奏効した症例.

4.

第 18 回日本臨床腫瘍学会
サルコペニアとの関連.

5.

2021 年 2 月 Web
西山明宏.

分子標的薬で治療中の進行甲状腺がんと2021 年 2 月 Web

第 18 回日本臨床腫瘍学会

Suzuki C, Sakaguchi H, Shimojima M, Yanagimura N,

Takumi Y, Tanimoto A, Nishiyama A, Yamashita K, Takeuchi S, Ohtsubo K, Yano S.
case of myocarditis associated with nivolumab/ipilimumab in renal cell carcinoma.

A

2021

年 2 月 Web6.

第 18 回日本臨床腫瘍学会

佐藤成樹,

谷本

靖夫,

中沢洋三,

伊藤研一,

林 龍二,

小泉知展,

田光俊, 西野善一,

矢野聖二.

梓,

牧野智恵,
元雄良治,

吉田好雄,

廣野

浦本秀隆,

中

Multi-institutional survey of cancer disparities indisabled patients in Hokushin region. 2021 年 2 月 Web
7.

第 243 回日本内科学会北陸地方会
世,

杉田光洋,

内田幸助,

坂口裕之,

若山綾子,

臼倉幹哉,

青島敬二,

井野秀一.

ウイルスによる無菌性髄膜炎を発症した若年者の一例.
8.

第 107 回日本消化器病学会総会

大坪公士郎,

浅野嵩博,

朝戸佳

水痘・帯状疱疹

2021 年 3 月 Web

三宅邦夫,

山下

要,

矢野聖二.

膵胆道疾患における胆汁及び血漿中癌抑制型 miRNA のメチル化異常に関する検討.
9.

2021 年 4 月

東京

第 25 回日本がん分子標的治療学会学術集会

鈴木千晶,

福田康二,

第二世代 TRK 阻害薬の耐性機構

西山明宏,

竹内伸司,

解明と耐性克服治療の探索.

矢野聖二.

2021 年 5 月 Web－ 66 －

柳村尚寛,

新井祥子,

10. 第 25 回日本がん分子標的治療学会学術集会
福田康二,

西山明宏,

柳村尚寛,

竹内伸司,

新井祥子,

ALK 融合遺伝子陽性肺癌における STAT3

矢野聖二.

阻害薬の併用によるアポトーシス抵抗性の克服.
11. 第 30 回日本がん転移学会学術集会

2021 年 5 月 Web
Azad Tej, Bivona Trever, Diehn

南條成輝,

Maximilian. 脳脊髄液腫瘍由来 DNA（CSF-ｔDNA）を用いた EGFR 変異肺がん
中枢神経系転移における治療最適化.

2021 年 7 月 Web

12. 第 30 回日本がん転移学会学術集会

南條成輝,

Okimoto Ross,

矢野聖二,

Bivona Trever. 転移性 EGFR 変異肺がんにおいて併存する RBM10 遺伝子変異による EGFR-TKI 阻害薬耐性.

2021 年 7 月 Web

13. 第 30 回日本がん転移学会学術集会（研究奨励賞受賞講演） 新井祥子,
福田康二,

西山明宏,

谷本

梓,

谷口寛和,

片山量平,

山本卓志,

竹内伸司,
矢野聖二.

EML4-ALK 肺癌の髄膜癌腫症モデルにおける amphiregulin に起因するアレクチニ
ブ耐性の克服.

2021 年 7 月 Web

14. 第 52 回日本膵臓学会大会

大坪公士郎,

三宅邦夫,

山下

要,

矢野聖二.

胆

汁中癌抑制型 miRNA のメチル化異常による各種膵胆道疾患の鑑別と血漿への応用.

2021 年 9 月 東京

15. 第 80 回日本癌学会学術総会

Tanimoto A, Yano S.

stratified with oncogenes or tumor suppressor genes.
16. 第 62 回日本肺癌学会学術集会
2021 年 11 月

横浜

矢野聖二. 分子標的薬抵抗性・耐性の治療標的.

竹内伸司.

肺癌における分子標的薬の開発状況.
18. 第 62 回日本肺癌学会学術集会

RET 融合遺伝子及び KRAS 変異陽性

2021 年 11 月

南條成輝,

横浜 Web

Okimoto Ross, 矢野聖二,

BivonaDeficiency of splicing factor RBM10 limits EGFR inhibitor response in EGFR

mutant lung cancer.

2021 年 11 月

横浜

19. 令和 3 年度北信がんプロ合同市民公開講座
あゆみ.

2021 年 10 月

横浜

17. 第 62 回日本肺癌学会学術集会

Trever.

Resistance to targeted therapy

2021 年 12 月

矢野聖二.

北信がんプロ 5 年間の小谷

北信がんプロデータベ

富山

20. 令和 3 年度北信がんプロ合同市民公開講座

浩.

ースで北陸・信州のがんの特徴をあぶりだす！ 2021 年 12 月
－ 67 －

富山

＜学会発表・国際＞
1. AACR-NCI-EORTC Virtual International Conference on Molecular Targets and Cancer
Therapeutics Tanimoto A. The impact of BCL2 expression on sensitivity to the novel
Aurora kinase B inhibitor AZD2811 in small cell lung cancer. 2021 年 10 月 Virtual
Meeting
2. The 25th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology（APSR）Nanjo S. Comutation in splicing factor with EGFR mutations limits sensitivity to EGFR-TKIs ～Whyare EGFR-TKIs less effective against EGFR L858R?～ 2021 年 11 月 京都

＜外部資金＞
1.

日本医療研究開発機構
矢野聖二

次世代がん医療創生研究事業

研究代表者

MAPKシグナル抑制が誘導するフィードバック機構の不均一性解明と制御に基づ
くKRAS/BRAF変異腫瘍に対する新規治療開発
2.

日本医療研究開発機構
矢野聖二

7,350千円

革新的がん医療実用化研究事業

研究分担者

難治性呼吸器腫瘍等の全ゲノム配列データおよび臨床情報等の収集と解析に関す
5,000千円る研究3.

日本医療研究開発機構
矢野聖二

革新的がん医療実用化研究事業

研究分担者

遺伝子スクリーニング基盤（LC-SCRUM-Japan）を利用した、MET遺伝子異常陽性の進行非小細胞肺癌に対する治療開発を目指した研究
4.

基盤研究（B）日本学術振興会
矢野聖二

研究代表者

分子標的薬で肺がんの根治を目指す治療の非臨床研究基盤の形成
5.

3,600千円

基盤研究（C）日本学術振興会
竹内伸司

研究代表者

ALK肺がんのアポトーシス抵抗性因子を標的とした新規治療の開発
6.

100千円

若手研究

日本学術振興会－ 68 －

1,100千円

南條成輝

研究代表者

EGFR変異肺がんにおいて併存するRBM10遺伝子変異の機能解析
7.

若手研究

日本学術振興会

西山明宏

研究代表者

2,400千円

BRAF V600E陽性甲状腺未分化がんの分子標的薬耐性と耐性を克服する基礎研究
1,000千円
8.

若手研究

日本学術振興会

福田康二

研究代表者

EGFR肺癌の髄膜癌腫症におけるEGFR-TKI耐性克服治療の開発
9.

研究活動スタート支援

1,400千円

日本学術振興会

Xujun Han 研究代表者
Molecular dynamics of the fusion oncoprotein EML4-ALK in lung cancer as revealed byhigh-speed AFM
10. 若手研究新井祥子

1,100千円

日本学術振興会
研究代表者

ALK肺がんの髄膜がん腫症におけるALK-TKI耐性克服治療の開発
11. 金沢大学附属病院

1,800千円

臨床研究助成金

矢野聖二
肺がんの分子標的薬による根治を目指す FOX１を標的とした阻害薬の開発
1,900 千円
12. 日本イーライリリー株式会社研究助成金
矢野聖二
がん抑制遺伝子 TP53 変異に起因する分子標的薬抵抗性を克服する研究 500 千円
13. エーザイ株式会社研究助成金
矢野聖二
併存がん遺伝子異常に起因する分子標的薬抵抗性を克服する研究
14. 中外製薬研究活動助成金－ 69 －

1,000 千円矢野聖二
がん抑制遺伝子異常に起因する分子標的薬抵抗性を克服する研究

800 千円15. 大鵬薬品工業株式会社研究助成金
矢野聖二
がん制御遺伝子異常に起因する分子標的薬抵抗性を克服する研究

300 千円＜その他＞
1. 教育プログラムの運営
1) 文部科学省 平成 29 年度大学教育再生戦略推進費：多様なニーズに対応する「がん専門医療人材（がんプロフェッショナル）」養成プラン「超少子高齢化地域での先進的がん医療人養成」（北信がんプロ）を事業責任者として推進2) 石川県がん診療連携協議会研修会開催（3 月 11 日，7 月 1 日，10 月 27 日）
2.

がんゲノム医療の提供
金沢大学附属病院がんゲノム医療センターで，保険診療による遺伝子パネル検査を実施（84 件）

3.

外来化学療法の提供
金沢大学附属病院で外来化学療法センターを運営

4． 金沢大学ナノ生命科学研究所
生命科学領域の研究室として参画
5． 金沢大学卓越大学院
ナノ先制医学コース教員として参画－ 70 －

中央実験施設

Central Research Resource Branch
中央実験施設Professors
Associate Professor s

Kunio Matsumoto 松本 邦夫（～2021.3）
Atsushi Hirao 平尾 敦（2021.4～）
Yoshio Endo 遠藤 良夫，Kouji Kuno 久野 耕嗣【 Abstract 】

Enhancing effect of novel Schiff base derivative combined with tyrosine kinase inhibitoron photodynamic therapy using 5-ALA (Endo Y)
Photodynamic diagnosis and therapy using 5-aminolevulinic acid (ALA) is widely accepted
as a noninvasive strategy against various cancers. We have previously demonstrated that the
Schiff base derivative TX-816 markedly increases the effect of ALA-based photodynamic
therapy (ALA-PDT) by facilitating intracellular protoporphyrin IX (PpIX) accumulation.
However, TX-816 is unstable in aqueous solutions and quickly hydrolyzes into 3,5dichlorosalicylaldehyde and 2-chloro-4-nitroaniline. Recently, we found that a TX-816
derivative (YS3-35) in which 2-chloro-4-nitroaniline was substituted with dasatinib, a dual
Src/Abl tyrosine kinase inhibitor, has a high enhancing effect on ALA-PDT. Interestingly, YS335 exhibited strong ALA-PDT enhancing activity against cancer cells expressing high levels of
ABCG2 transporter, which acts as a PpIX efflux transporter and plays an important role inregulating the intracellular PpIX level. These findings indicate that Schiff base derivatives
combined with tyrosine kinase inhibitor are excellent lead compounds for the development ofnovel ALA-PDT sensitizers.
Analysis of the functional roles of ADAMTS-1 in female genital organs(Kuno)ADAMTS-1 is an extracellular matrix (ECM)-anchored metalloproteinase that degrades
ECM molecules such as proteoglycans and regulates ECM remodeling. Our previous studies
showed that ADAMTS-1 is involved in the ovulatory process and in the ovarian folliculardevelopment. Recently, we found that ADAMTS-1 null mice on a BALB/c background
exhibited impaired parturition. Uterine strips from ADAMTS-1 null mice showed reduced
contractile responses to uterotonins. In this study, we found that both precursor (110kDa) andmature forms (90 kDa) of ADAMTS-1 protein were detected in the uterine tissue at the
prepartum period. ADAMTS-1 null mice showed normal progesterone withdrawal but
displayed significantly reduced expression of uterine genes encoding for contractionassociated proteins (CAPs), suggesting that ADAMTS-1 is required for uterine activation
process prior to parturition. We are currently investigating the role of ADAMTS-1 in the－ 72 －

organization of myometrial and decidual tissues and their activation process during the
prepartum period as well as the cervical ripening process.
＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
チロシンキナーゼ阻害剤を結合させた新規シッフ塩基による5-アミノレブリン酸を用いるがん光線力学的療法の効果増強（遠藤）
5-アミノレブリン酸（ALA）は、がん細胞内で代謝活性化される新世代の光感受性物質としてがんの光線力学的診断や治療（PDT）に用いられている。我々は、これまでの研究で ALA との同時処理により細胞内 PpIX 量を増加させて PDT 効果を増強す
るシッフ塩基化合物 TX-816 を見出した。本年度の研究では、TX-816 の一部を分子標的治療薬として使用されているチロシンキナーゼ阻害剤のひとつであるダサチニブに置換した誘導体を合成し、その ALA-PDT 効果増強活性を検討した。TX-816 は水溶液中で加水分解を受け、活性本体である 3,5-ジクロロサリチルアルデヒド（DCSA）と 2-クロロ-4-ニトロアニリン（CNA）に分解する。この CNA をダサチニブに置換した化合物、YS3-35 の各種ヒトがん細胞に対する ALA-PDT の効果増強活性を調べた
ところ、細胞によっては DCSA より強い増強作用を示し、特に、YS3-35 は PpIX の排出ポンプとして働くトランスポーターである ABCG2 を高発現するがん細胞に対して強い増強作用を示す傾向が見られた。従って、YS3-35 は PpIX の細胞外への排出を阻害することで ALA-PDT 効果増強活性を発揮することが示唆された。以上の結果より、シッフ塩基化合物 TX-816 にチロシンキナーゼ阻害剤を導入することで多機能型の光
線力学的治療薬の分子設計が可能であることが示された。今後、これらの知見を基に更なる新規誘導体の開発を実施する予定である。
ADAMTS-1 の雌生殖機能における役割の解析（久野）ADAMTS-1-/-マウス（129/B6 遺伝子背景）は、排卵、卵胞生育過程に異常を示す。
一 方 BALB/c 遺 伝 子 背 景 の ADAMTS-1-/- マ ウ ス は 分 娩 異 常 を 示 す 。 分 娩 前 の
ADAMTS-1-/-マウスの子宮条片を用いた収縮実験では、Oxytocin、プロスタグランジンへの収縮応答性の低下と自発収縮力の低下をこれまでに見いだしている。分娩前のマウス子宮組織における ADAMTS-1 タンパクの発現をウエスタンブロットで調べた
結果、110ｋDa の precursor form と 90kDa の mature form の ADAMTS1 タンパクが検出された。ADAMTS-1-/-マウスでは、分娩前に Oxytocin receptor, Connexin43 などの収縮調
節 タ ン パ ク (CAP) 遺 伝 子 群 の 発 現 誘 導 が 起 こ ら な い こ と か ら 、 ADAMTS1 は 、Progesterone が低下した後、CAP 遺伝子群の発現が誘導される過程に必要であると考えられる。現在、ADAMTS-1-/-マウスを用いて、ADAMTS-1 の子宮平滑筋、脱落膜組織の組織構築における役割や、分娩時の子宮活性化における役割、また子宮頚管熟化過程における役割について詳しい解析を行っている。また ADAMTS-1 によるがん微小環境の制御について解析を行う。
－ 73 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著（共同研究）
1.

Hirari Yamahana, Yuki Komiya, Takahisa Takino, Yoshio Endo, Hisatsugu Yamada,
Chikako Asada, Yoshihiro Uto: Structure-activity relationships of UTX-121 derivatives
for the development of novel matrix metalloproteinase-2/9 inhibitors. Chem Pharm Bull
(Tokyo). 2021;69(10):1017-1028. doi: 10.1248/cpb.c21-00549.

2.

Hirari Yamahana, Yusei Shinohara, Yoshio Endo, Hisatsugu Yamada, Yoshihiro Uto:
Enhancing effect of novel Schiff base derivatives, UTX-134 and UTX-135, on 5Aminolevulinic Acid-based Photodynamic Therapy. ALA-Porphyrin Science, in press.

著書・総説
1.

Kuno K:

Chapter: ADAMTS-1. In Handbook of Proteolytic Enzymes. 4th Edition,

Volume 1, Metallopeptidases, ed. Neil D Rawlings, Elsevier, in press.
＜学会発表＞
1.

Sotaro Maeda, Hirari Yamahana, Yoshio Endo, Takahisa Takino, Yoshihiro Uto: Structureactivity relationships of UTX-121 derivatives derived from celecoxib as an antimetastatic
lead compound. 坑転移リード化合物としてセレコキシブから派生した UTX-121 誘導体の構造活性相関第 80 回日本癌学会学術総会 2021 年 9 月 30 日（木）～10

月 2 日（土） （横浜、パシフィコ横浜、会議センター・展示ホール AB） The 80th
Annual Meeting of the Japanese Cancer Association. RIHGA Royal Hotel Hiroshima,
Pacific Convention Plaza Yokohama（PACIFICO Yokohama）
2.

Yuki Komiya, Yusei Shinohara, Itasu Ninomiya, Yoshio Endo, Takahisa Takino, Yoshihiro
Uto: Development of NHE5 selective inhibitor UTX-143 based on the structure-activity
relationship of amiloride derivatives. Na+/H+交換輸送体 5 (NHE5) 選択的阻害剤であるアミロライド誘導体の構造活性相関による UTX-143 の創製 第 80 回日本癌学会学術総会 2021 年 9 月 30 日（木）～10 月 2 日（土） （横浜、パシフィコ横浜、
会議センター・展示ホール AB） The 80th Annual Meeting of the Japanese Cancer
Association. RIHGA Royal Hotel Hiroshima, Pacific Convention Plaza Yokohama（PACIFICO Yokohama）＜外部資金＞
1. 科学研究費補助金

基盤研究（C）

代表：遠藤 良夫（直接経費：1,100千円）

多機能性チロシンキナーゼ阻害薬の創出とがん光線力学療法への応用研究－ 74 －

2. 科学研究費補助金

基盤研究（C）

分担：遠藤 良夫（直接経費：200千円）

消化器癌におけるNa+/H+交換輸送体5の機能解析と特異的阻害薬の開発－ 75 －

新学術創成研究機構 PI・若手 PI

Inflammation and Epithelial Plasticity
上皮可塑性・炎症ユニット
Associate Professor

Dominic Chih-Cheng VOON

【 Abstract 】
Classically, a proinflammatory tumor microenvironment is regarded as one that promotes
carcinogenesis and tumor growth Although great advances have been made in terms of thecellular composition and immune interaction within a tumor niche, how cell-intrinsic mutations
within the epithelium drive this process through the aberrant secretion of growth factors andcytokines is under appreciated. Moreover, with the advent of cancer immunotherapy, it is now
well appreciated that recruitment of certain subtypes of immune cells hold the key to turning a“cold” tumor “hot”. In this context, we are interested in the role of epithelial-derived IL23A(eIL23A) in modulating immunity during gastrointestinal infection and carcinogenesis with a
specific focus on tumor immunity.

＜2021 research achievement and future plan＞
The focus of this year has been the functional characterization of epithelial-derived IL23A(eIL23A). Firstly, in a syngeneic transplantation mouse model, it was confirmed that canonicalIL-23 confers strong tumor immunity. Importantly, the co-secretion of eIL23A resulted in astrong augmentation of tumor immunity and the eradication of the transplanted tumor cells. To
better understand the immunological process, resident peritoneal exudate cells (PECs) were
tested. This revealed that eIL23A alters the production of IL-17 by PEC in response to
canonical IL-23, hence providing a basis for understanding the anti-tumor effects of eIL23A.
Secondly, to study the function of IL23A during infection and inflammation a gastric-specificconditional knockout mouse model was developed. Preliminary data indicate that the loss of
Il23a in mouse gastric epithelium altered inflammation following Helicobacter felis infection.
These observations are consistent that epithelial-derived IL23A play a proinflammatory role. In
the coming year, these two themes will remain the focus of my research.

－ 78 －

【 Achievements 】＜Publications (Primary)＞＜Publications (Collaboration)＞
1. Linn P, Kohno S, Sheng J, Kulathunga N, Yu H, Zhang Z, Voon D, Watanabe Y,
Takahashi C. Targeting RB1 Loss in Cancers. Cancers (Basel). 2021 Jul 25;13(15):3737.
doi: 10.3390/cancers13153737.
2. Takeuchi Y, Kimura N, Murayama T, Machida Y, Iejima D, Nishimura T, Terashima M,
Wang Y, Li M, Sakamoto R, Yamamoto M, Itano N, Inoue Y, Ito M, Yoshida N, Inoue JI,
Akashi K, Saya H, Fujita K, Kuroda M, Kitabayashi I, Voon D, Suzuki T, Tojo A, Gotoh
N. The membrane-linked adaptor FRS2β fashions a cytokine-rich inflammatory
microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis. Proc Natl Acad Sci
USA 2021. doi: 10.1073/pnas.2103658118.
3. Makiyama K , Hazawa M, Kobayashi A, Lim K, Voon DC, Wong RW. NSP9 of
SARS-CoV-2 attenuates nuclear transport by hampering nucleoporin 62 dynamics andfunctions in host cells Biochem Biophys Res Commu. 2021;586:137-142.

doi:

10.1016/j.bbrc.2021.11.046.
＜Symposiums Presentations (Oral)＞
1.

Voon DC Epithelial-derived IL23A and its emerging role in inflammation and tumor
immunity.10th Protein Island Matsuyama International Symposium 2021,
Matsuyama, Japan. (Invited)＜2021 Research Funds＞
Dominic Voon: 公益財団法人喜.榮.音典支援財団 「新規サイトカイン eIL23A の生理機能とシグ
ナル制御機構の解明」 (Principal Investigator) （2021） 1,000 千円<Other Contribution>
Not applicable.

－ 79 －

Cancer–Immune System Interactions
がん-免疫系相互作用ユニット
Associate Professor

Kohsuke Tsuchiya 土屋 晃介【 Abstract 】

Pyroptosis is a pro-inflammatory form of regulated necrosis caused after the formation ofplasma membrane pores by gasdermin (GSDM) family proteins. Although GSDMs are
expressed as inactive forms, they are proteolytically activated by certain proteases, leading topyroptosis. Caspase-1, an inflammatory caspase, is known to induce pyroptosis by cleaving
GSDMD. It has been suggested that caspase-1 activation leads to the maturation of theproinflammatory cytokine IL-1α. However, pro-IL-1α is not a substrate for caspase-1, and themechanism of caspase-1-induced IL-1α maturation remains unclear. We found that GSDMD isrequired for IL-1α maturation following inflammasome activation. Inflammasome-induced
maturation of IL-1α was dependent on extracellular Ca2+ and the calcium-dependent proteases
calpains, but not cell lysis. Ca2+ influx and calpain activation were induced in GSDMDexpressing macrophages stimulated with inflammasome activators. Collectively, these results
suggest that during inflammasome formation, caspase-1-processed GSDMD forms membranepores that mediate Ca2+ influx, resulting in calpain-dependent maturation of IL-1α. In addition,a screen for proteases that activate GSDMD was conducted. The results showed that a caspase
activates GSDMD in response to bacteria-derived molecular patterns. In the next step, we
intend to clarify its detailed molecular mechanism and physiological significance.
＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
パイロトーシスと呼ばれるネクローシス様のプログラム細胞死は，炎症生物質を放出することで炎症を惹起し，がん免疫の活性化などに寄与する。本研究において，IL1α と呼ばれるサイトカインがパイロトーシス中に成熟化および放出されることがわ
かり，パイロトーシスによる炎症誘導の新しい機序として示された。さらに，IL-1α の成熟化がパイロトーシス実行因子 GSDMD に依存することがわかった。GSDMD が細胞膜に孔を形成することで Ca2+イオンの細胞内への流入と Ca2+依存的プロテアーゼであるカルパインの活性化が起こり，カルパインによって IL-1α が成熟化されるというシグナル伝達経路が明らかになった。加えて、GSDMD を活性化する新規プロテアーゼの探索を行い、その結果、あるカスパーゼが細菌由来分子パターンに応じてGSDMD を活性化することがわかった。今後、その詳細な分子機序や生理的意義を明らかにする。
－ 80 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
原著（研究室主体）
Tsuchiya K, Hosojima S, Kushiyama H, Mahib MR, Kinoshita T, Suda T. Gasdermin DMediates the Maturation and Release of IL-1α Downstream of Inflammasomes. Cell Reports,
34: 108887, 2021.
原著（共同研究）
Uematsu T, Tsuchiya K, Kobayashi N, Seiki M, Inoue JI, Kaneko S, Sakamoto T. Mint3
depletion-mediated glycolytic and oxidative alterations promote pyroptosis and prevent the
spread of Listeria monocytogenes infection in macrophages. Cell Death & Disease, 12: 404,
2021.
総説（研究室主体）
Tsuchiya K. Switching from Apoptosis to Pyroptosis: Gasdermin-Elicited Inflammation andAntitumor Immunity. International Journal of Molecular Sciences, 22: 426, 2021.
＜学会発表＞
土屋晃介, 須田貴司. Gasdermin D mediates the release and maturation of IL-1α during
inflammasome formation. 第94回日本細菌学会総会. 2021年3月23~25日（オンライン）.
＜外部資金＞
1. 科学研究費補助金 基盤研究(B)「パイロトーシス細胞が放出するリステリア
増殖抑制因子の解析」（土屋晃介）（分担）全体期間: 2020 ~ 2022 年度 配分額（2020-2021 年度）: 670 千円
2. AMED 循環器疾患・糖尿病等生活習慣病対策実用化研究事業「過栄養による肝細胞死の様式変容とその生活習慣病発症・増悪のメカニズムの解明」（土屋晃介）（分担）全体期間: 2021 ~ 2023 年度 配分額（2021 年度）: 1,000 千円
3. 武田科学振興財団 2021 年度 医学系研究継続助成（基礎）「カスパーゼ-1 による細胞死誘導の分子機序とインフラマソーム関連疾患における役割」（土屋晃介）（代表）全体期間: 2021 ~ 2022 年度 配分額: 3,000 千円
4. 公益財団法人三谷研究開発支援財団・研究開発資金助成「炎症性細胞死パイロ
トーシスで免疫学的に「冷たい」がんを「熱く」する手法の開発」（土屋晃介）（代表）全体期間: 2021 年度 配分額: 1,500 千円－ 81 －

Microenvironment Regulation in Cancer Stem Cells Unit
がん幹細胞環境制御ユニット
Assistant Professor

Yasuto Takeuchi 竹内 康人【 Abstract 】
Accumulating evidence has been reported the presence of cancer stem-like cells (CSCs) inmany types of tumors. Cancer stem cells have a high tumor-initiating ability and are resistantto anticancer treatment, such as chemotherapy and radiation. In addition, it has beensuggested that they are closely related to cancer metastasis and recurrence. [Batlle E .et al.,Nature Medicine, 2017.] One of the biggest problems in today’s cancer therapy is that there is
still no effective treatment for metastatic or recurrent cancer. Therefore, we aim to establish a
novel therapeutic method for refractory cancer by targeting cancer stem cells.
In this year, we reported that FRS2, a cytoplasmic adaptor protein, plays an important role inthe development of breast cancer. We found that FRS2 is expressed in a small subset ofluminal cells and induces the secretion of the proinflammatory cytokine IGF1 and thechemokine CXCL12. We also elucidated that the formation of a cytokine-enrichedmicroenvironment is necessary for the development of breast cancer.
IGF1, and inflammatory cytokine, acts on the breast cancer cells and breast cancer-stem likecells and promote their proliferation. On the other hand, CXCL12 induced the migration offibroblasts in stroma tissues. In fact, few fibroblasts were observed in breast cancer tissues
formed in FRS2 knockout
mice,suggestingthat
fibroblasts are crucial for the
carcinogenesis and growthof breast cancer. We will
clarify the significance ofcancer-associated fibroblasts(CAF) that have migrated
into breast cancer tissue.
＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
今年度、3 つの異なる研究テーマの論文を報告した。
1 つ目の論文は、DNA ストレスが生じている乳がんのがん幹細胞において、どのよ
うに薬剤耐性を獲得するのか、そのメカニズムを明らかにした。本発表論文は、Cancer
Science 誌による 2021 年の Young Scientist Award に選出された。村山君おめでとう！！
2 つ目の論文では、肺がんの薬剤耐性の獲得メカニズムを明らかにし、耐性肺がん
における新たな治療標的（MSI2）の発見を報告した。本研究内容は、第 25 回日本がん分子標的治療学会において、優秀演題賞を受賞した。イミン卒業おめでとう！！
3 つ目の論文では、FRS2によるサイトカイン豊富な乳腺環境の形成が、乳がんの発症において重要であることを報告した。本研究内容は、第 80 回日本癌学会において、優秀演題賞を受賞した。今後は、乳がんとがん関連線維芽細胞との関係を明らかにしていきたいと考えている。

－ 82 －

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞
1. Y. Takeuchi†, N. Kimura†, T. Murayama†, Y. Machida, D. Iejima, T. Nishimura, M.
Terashima, Y. Wang, M. Li, R. Sakamoto, M. Yamamoto, N. Itano, Y. Inoue, M. Ito, N.
Yoshida, J. Inoue, K. Akashi, H. Saya, K. Fujita, M. Kuroda, I. Kitabayashi, D. Voon, T.
Suzuki, A. Tojo and N. Gotoh. The membrane-linked adaptor FRS2b fashions acytokine-rich inflammatory microenvironment that promotes breast cancer
carcinogenesis. †Equally contribution. Proc Natl Acad Sci USA., 2021 Oct
26;118(43):e2103658118.
2. R. Yiming†, Y. Takeuchi†, T. Nishimura, M. Li, Y. Wang, M. Meguro-Horike, T. Kohno,
S. Horike, A. Nakata, N. Gotoh. MUSASHI-2 confers resistance to third-generation
EGFR-tyrosine kinase inhibitor osimertinib in lung adenocarcinoma. †Equallycontribution. Cancer Science. 2021. Sep;112(9):3810-3821.
3. T. Murayama†, Y. Takeuchi†, K. Yamawaki, T. Natsume, R. Chaverra, T. Nishimura, Y.
Kogure, A. Nakata, K. Tominaga, A. Sasahara, M. Yano, S. Ishikawa, T. Ohta, K. Ikeda,
K. Horie-Inoue, S. Inoue, M. Seki, Y. Suzuki, S. Sugano, T. Enomoto, M. Tanabe, K.
Tada, M. Kanemaki, K. Okamoto, A. Tojo, N. Gotoh. MCM10 compensates for
Myc-induced DNA replication stress in breast cancer stem-like cells. †Equallycontribution. Cancer Science. 2021. Mar;112(3):1209-1224.
＜学会発表＞
1. 竹内康人、後藤典子：細胞質アダプタータンパク FRS2b は、乳がん形成を促進する
炎症性サイトカインリッチ環境を形成する. 2021 患者由来がんモデル講演会,
2021.12.15-17. オンライン, 査読無2. 竹内康人、後藤典子：The membrane-linked adaptor FRS2b fashions a cytokine-richinflammatory microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis. 第18 回幹細胞シンポジウム, 2021.5.21-22. オンライン, 査読無3. 竹内康人、後藤典子：MUSASHI-2 RNA 結合タンパク質は肺腺がんの EGFR 阻害剤オシ
メ ル チ ニ ブ 耐 性 を 賦 与 す る . 第 25 回 日 本 が ん 分 子 標 的 治 療 学 会 学 術 集 会 ,2021.5.26. オンライン, 査読無4. 竹内康人、村山貴彦、西村建徳、矢野正雄、笹原麻子、田辺真彦、石川聡子、太田
哲生、多田敬一郎、池田和博、井上聡、堀江公仁子、岡本康司、東條有伸、後藤典
子：がん関連線維芽細胞由来の液性因子は乳がん幹細胞様細胞の維持に寄与する.
2021 先端動物支援プラットフォーム, 2021.9.6. オンライン, 査読無5. 竹内康人、木村奈津子、村山貴彦、町田雪乃、家島大輔、西村建徳、王禹銘、坂本
理恵子、山本瑞生、板野直樹、井上優介、伊藤正孝、吉田進昭、井上純一郎、赤司
浩一、佐谷秀行、藤田浩司、黒田雅彦、北林一生、東條有伸、後藤典子：細胞質ア
ダプタータンパク FRS2b は、乳がん形成を促進する炎症性サイトカインリッチ環境を形成する. 第 80 回日本癌学会, 2021.9.30-10.2. 横浜, 査読無－ 83 －

＜外部資金＞1. 「令和 3 年度 科学研究費助成事業 若手研究」，「がん幹細胞分裂様式の制御メ
カニズムの解明」，竹内康人，代表，令和 3 年度-令和 7 年度，4,550,000 円
2. 「令和 3 年度 新学術創成研究機構 異分野融合研究推進費」，「がん幹細胞の分裂様式決定メカニズムの解明」竹内康人，代表，令和 3 年度，1,600,000 円
3. 「令和 3 年度 戦略的研究推進プログラム 先魁プロジェクト」，「イオン性材料で革新するライフサイエンス」分担，令和 3 年度，500,000 円－ 84 －

Mitochondrial Dynamics in Stem Cells
ミトコンドリア動態ユニット
Assistant Professor

Atsuko KASAHARA 笠原敦子
【Abstract 】

Mitochondria play pleiotropic roles in glucose-amino acids-lipid metabolic pathways, calcium
and redox homeostasis, and apoptosis. These diverse mitochondrial functions are reflected byand tightly connected with their extremely dynamic morphology, and distribution in the cells.
Mitochondrial quality, distribution, size, and motility are excellently tuned by their continuous
fusion and fission.
Mitochondrial fusion factor and anti-apoptotic protein OPA1 was up-regulated in gefitinibresistant lung adenocarcinoma cell line, and down-regulation of OPA1 in these resistant cells
restored the gefitinib sensitivity. Likewise, the OPA1 specific inhibitor, developed in thelaboratory of Prof. Scorrano (University of Padua) also restored the gefitinib sensitivity in these
resistant cells. This effect was mediated by the inhibition of cytochrome c release, which isregulated by OPA1. We were able to reproduce its effect on the xenograft experiment.
Endoplasmic reticulum (ER)-mitochondria contacts are important for proper calcium uptake
from the ER to the mitochondria, and phospholipids synthesised in both organelles are shuttlingat the contacts. ER-mitochondria contacts are less in glioma stem-like cells, while the contacts
are more in differentiated glioma cells. Likewise, undifferentiated embryonic stem cells (ESCs)
displayed distant two organelles with fewer contacts, while differentiated cardiomyocytes (CM)showed close organelles with more contacts, with up-regulation of MFN2, which is a known
tether protein. MFN2 fuses mitochondrial outer membrane (MOM) with MFN1 or MFN2,
moreover, MFN2 also locates at ER membrane, and tethers ER and mitochondria with MFN1
or MFN2 at MOM. Since there is one MFN2 sequence known so far, I’ve assumed there is a
specific molecular mechanism, which inhibits mitochondria and ER membranes fusion. For
this, I purified mitochondria-associated membrane, and identified a protein X associates with
MFN2. I am investigating about this protein X.

＜2021 年の研究成果，進捗状況及び今後の計画＞
ミトコンドリアは、糖・アミノ酸・脂質代謝、Ca2+レベル、アポトーシスを制御す
るプラットフォームであり、細胞最大のパワープラントである、重要なオルガネラである。ミトコンドリアの融合と分裂、細胞骨格、モータータンパク質などが協調し、その特異的な形態、細胞内局在が調整されており、ミトコンドリアの多彩な機能は、随時変化するその形態と細胞内局在に由来する。
これまでに薬剤 (gefitinib) 耐性肺がん細胞で、ミトコンドリア融合因子 OPA1 の発現上昇を見出しており、OPA1 の発現低下によって gefitinib の感受性が回復したが、同様に、Scorrano 研究室 (イタリア)で同定された OPA1 特異的阻害剤が、gefitinib の感受性を回復させること、OPA1 による cytochrome c の放出阻害を低下させることを確認している。Xenograft 実験でも、この薬剤が gefitinib との併用でのみ腫瘍サイズを縮小させ、マウス個体での効果も確認することができた。
ミトコンドリアは小胞体との接点を通じて、Ca2+を取り込み、リン脂質は両オルガ
ネラ感を行き来している。グリオーマの幹細胞様細胞と分化細胞で見出したミトコ－ 85 －

ンドリアと小胞体の距離、接点の違いを、ES 細胞と ES 細胞から分化させた心筋細胞でも同様に見出しているが、人工的に 2 つのオルガネラを近づけ繋ぎ続けると、ES細胞の多能性遺伝子発現が低下することを観察した。今後は 2 つのオルガネラの接点に起因する、どのような分子メカニズムで、多能性マーカー発現が低下しているのか、明らかにしていきたい。
心筋細胞分化にともなって、ミトコンドリアと小胞体を繋ぐ因子、MFN2 の発現が上昇する。MFN2 はミトコンドリア外膜融合因子であるが、ER 膜にも局在し、ミトコンドリア局在の MFN1 もしくは MFN2 と 2 つのオルガネラ間の接点を形成する。
これまでに MFN2 は唯一の配列が報告されており、何らかの特異的な分子メカニズ
ムがないと、ミトコンドリア外膜-ミトコンドリア外膜融合同様に、ミトコンドリア
外膜-小胞体膜が融合してしまうと考えられる。そのため、2 つのオルガネラの接点の細胞分画で、MFN2 と相互作用するタンパク質 X の同定を試みた。現在その候補
タンパク質 X について精査中である。

【 研 究 業 績 】＜発表論文＞なし。
＜学会発表＞「 Mitochondrial dynamics and intraorganellar contact sites in stemness anddifferentiation」 、 第 94 回 生 化 学 会 大 会 、 2021 年 11 月 3-5 日 、 『 HUMAN
BIOLOGY を志向したミトコンドリア生化学/mitochondrial biochemistry and thehuman biology』シンポジウム 2S08e＜外部資金＞
科学研究費助成事業（学術研究助成基金助成金）基盤研究（C）「がん幹細胞性におけるミトコンドリア動態の果たす役割を明らかにする」
3,300千円 3年間－ 86 －

基基礎礎統統計計
決算額（運営費交付金）
区（単位：千円）平成 29 年度

平成 30 年度

539,525

498,004

507,855

513,654506,529

人件費404,750369,283

404,442385,923

373,320

物件費等

134,775

128,721

103,413

127,730

133,209分

運営費交付金

令和元年度

令和 2 年度

令和 3 年度

内 訳

科学研究費補助金（間接経費を含む）
年度
研究種目（単位：千円）平成 29 年度

平成 30 年度

令和元年度

令和 2 年度

令和 3 年度

件数

件数

件数

件数

件数

金額

金額

金額

金額

金額

特定領域研究

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

新学術領域研究5

35,100430,680

0

0

1

3,120

1

3,120

基盤研究（Ａ）

3

36,2703

36,6603

36,2702

22,2302

20,540基盤研究（Ｂ）

5

21,450

4

25,4807

42,2508

43,2908

43,030基盤研究（Ｃ）

13

21,06015

23,66016

24,5702030,42018

23,660

挑戦的萌芽研究

1

910

0

0

0

0

0

0

0

0

1

10,400

挑戦的研究（開拓）
挑戦的研究（萌芽）413,6505

15,600

4

13,390

3

9,100

1

3,250

若手研究（Ｂ）

10

18,590

7

12,480

0

0

0

0

0

0

5

11,7009

15,080917,550914,820

若手研究
研究活動スタート支援

2

2,730

1

1,300

2

2,860

2

2,860

1

1,430

特別研究員奨励費

3

2,940

4

3,894

1

1,040

0

0

1

800

国際共同研究加速基金

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

46

152,700

48

161,45442

135,460

45

128,570

42

121,050

合 計

外部資金（間接経費を含む）
年度（単位：千円）平成 29 年度

平成 30 年度

令和元年度

令和 2 年度

令和 3 年度

研究種目

件数

金額

件数

件数

件数

件数

受託研究

10

408,0319

208,623

9

186,055

9136,2149

169,937

受託事業経費

1

2,400

2

2,510

0

0

0

0

0

0

補助金

1

9,000

1

2,000

0

0

0

0

0

0

民間等との共同研究

2

17,000

4

3,489

4

10,482

3

23,847

6

16,475

寄附金

28

29,08024

22,93519

19,17016

15,04017

16,40042465,51140

239,55732

215,70726

175,10132

202,812

合 計

金額

土地・建物
区

建物延床面積

分

研究所

建築面積

894 ㎡

鉄骨コンクリート造（6F）5,072 ㎡－ 87 －

金額

金額

金額

教 育 活 動
大学院生・研究生数

令和 4 年 5 月 1 日現在
先進がん
モデル
共同研究
センター

医薬保健学総合研究科

修士
課程

がん幹細胞
研究
プログラム

がん微小
環境研究
プログラム

がん分子
標的探索
プログラム

がん分子標的
合計
医療開発
（人）
プログラム

Ⅰ

1

Ⅱ

1

3

Ⅰ

2

6

Ⅱ

2

3

Ⅲ

2

2

Ⅳ

2

3

1

1

1
37

博士
課程

7

先進予防医学研究科

大学院生

Ⅰ
博士
課程

Ⅱ
0
Ⅲ
Ⅳ

自然科学研究科

前期
課程

Ⅰ

1

Ⅱ

1
2

Ⅰ
後期
課程

Ⅱ
Ⅲ

研究生（特別研究学生含む）

2

1

1

4

※平成24年度に医学系研究科から医薬保健学総合研究科へ改組

交流協定校

令和 4 年 5 月 1 日現在

交流協定校

大学間交流協定
Partner Universities

部局間交流協定
Partner Faculties

協定大学・部局等名

国（都市名）

蘇州大学

中国（蘇州）

四川大学

中国（成都）

ハルビン医科大学

中国（ハルビン）

釜山国立大学校

韓国（釜山）

バルナ医科大学

ブルガリア（バルナ）

モンゴル国立大学

モンゴル（ウランバートル）

モンゴル科学アカデミー

モンゴル（ウランバートル）

モンゴル国立医科大学

モンゴル（ウランバートル）

モンゴル国立がんセンター

モンゴル（ウランバートル）

モンゴル国立第二病院

モンゴル（ウランバートル）

ナレースワン大学

タイ（ピサヌローク）

台北医学大学

台湾（タイペイ）

シャルジャ大学

アラブ首長国連邦（シャルジャ）サンクトペテルブルク医科大学

ロシア（サンクトペテルブルク）

韓国科学技術研究院遺伝工学研究所

韓国（大田）

復旦大学上海がん病院

中国（上海）

ソウル大学校がん研究所

韓国（ソウル）

ソウル大学がん微小環境研究センター

韓国（ソウル）－ 88 －

各種シンポジウム開催状況
1. 金沢国際がん生物学シンポジウム2021
International Symposium on Tumor Biology in Kanazawa 2021
目

的：世界的に著名な研究者との交流と最新のがん研究の動向についてディスカッション「Epigenetic mechanisms of cellular
plasticity」
M a r i a E l e n a To r r e s - P a d i l l a （ I E S ,を行うことを目的とする。
日時：2021年11月26日（金）17:00～20:20

場

所：ナノ生命科学研究所４階会議室及びオン

Helmholtz Zentrum, Munich, Germany）
Session II: Cellular functions and tumor

ライン
参加者数：145名

biology「Mitochondrial dynamics: a new therapeutic

プログラム：

target to beat malignant tumour cells」

Session Ⅰ : Stem cell, embryogenesis and笠原敦子（金沢大学がん進展制御研究所）

development「Multifaceted interactions between cancer「Intestinal stem cells in development andcells and glial cells in brain metastasis」
平田disease」

英周（金沢大学がん進展制御研究所）

Kim Jensen（Biotech Research &「Uncovering how epithelial cell dynamics

Innovation Centre & Novo Nordisk

shape tumour evolution」

Foundation Center for Stem Cell Biology,

Erik Sahai（The Francis Crick Institute,

University of Copenhagen, Denmark）

UK）「Dissecting molecular mechanisms toregulate chromatin structure」
宮成悠介（金沢大学ナノ生命科学研究所）－ 89 －

2. 共同利用・共同研究拠点研究成果報告会
目

的：共同利用・共同研究拠点としての機能強

角南 義孝（公益財団法人がん研究会がん研化および共同研究活動活性化のため、当究所 発がん研究部）

該年度に採択された共同研究課題の研究
代表者を招聘し、研究成果報告会を開催【共同研究成果報告２】「転移性大腸がん幹細胞の可塑性・未分化性に

するもの。
日

時：令和4年2月17日（木）13:00〜17:10

場

所：オンライン関与するシグナル経路の解析」
青木 正博（愛知県がんセンター研究所 がん

参加者数：117名

病態生理学分野）【共同研究成果報告1】「代謝フラックス解析から見えてきた好気的解「Interleukin-11産生間質線維芽細胞を介した糖のメリット」
岡橋 伸幸（大阪大学大学院情報科学研究科

大腸がん形成機構の解明」
仁科 隆史（東邦大学医学部生化学講座 病態

バイオ情報計測学講座）「患者由来 xenograft（PDX）モデルを用いた生化学分野）「がん悪性化に関わる増殖因子シグナルの制御

難治性乳がんの治療標的の探索」
栗本 遼太（東京医科歯科大学 システム発生機構」
梶原 健太郎（大阪大学微生物病研究所 発癌

再生医学分野）「希少ドライバー遺伝子異常を有する肺がんに制御研究分野）「Bcl11a は PU.1標 的 遺 伝 子 の 抑 制 を 介 し ておける治療抵抗性機構の解明と克服」
谷村 恵子（京都府立医科大学 呼吸器内科）

AML の発症・悪性化を促進する」－ 90 －

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