信州医誌，61⑶：157〜159，2013

胃粘膜における Lgr5陽性幹細胞
信州大学医学部病態解析診断学講座

上 原

剛の固有腺での多分化能成体幹細胞の存在を明らかにしはじめにたが，それらの正体を明らかにすることはできなかっ

胃癌や大腸癌など消化管由来の癌は，日本においてた。一方で以前から胃小窩の下方，つまり峡部が胃粘罹患率の高い代表的な悪性腫瘍である。これらは予後膜細胞の増殖の場であることが知られていた。峡部に不良となることがしばしばあり，その原因は進行してembryonic stem cells（ES 細胞）に似ている未熟なからの発見や，決定的な腫瘍マーカーがないことなど顆粒のない細胞が発見されて以降，峡部が成人胃幹細によるとされている。治療方法も進行癌や転移例では胞の存在部位ではないかという推測がされるようになっ限られている。治療効果が得られない理由の１つにた。しかし峡部における幹細胞の特異的なマーカーはcancer stem cells（CRC）の存在が挙げられる。このなく，胃における幹細胞同定の実証を妨げていた。

説によれば，癌は多くのヘテロな細胞群からなり，Barker らはマウス胃において lineage tracing とい

CRC は癌細胞の増殖や転移に関与しており，化学療う手法を用いて，幽門腺の底部に存在する N/C 比が法抵抗性であるとされている。この CRC モデルは広高く細胞小器官の乏しい未熟な Lgr5陽性細胞は長寿く受け入れられつつあるが，実際のところヒトにおいであり，日々の上皮再生に関与している多分化能成体ては有用な幹細胞マーカーの同定は難航していた。し幹細胞として機能することを見事に証明した（図１Ａ，かし近年になって stem cell 同定の新たな手法によっＢ） 。これによって胃における幹細胞は峡部に存在て，Leucine‑rich repeat‑containing G protein‑cou-するという説は一転して疑問視されるようになった。

pled receptor 5（Lgr5）は毛胞，小腸，大腸およびこの Lgr5陽性細胞は，新生児マウス胃において体部胃における幹細胞として同定された。Lgr5は大腸と幽門腺の底部に認められるが，成体マウスでは幽門癌培養細胞などで Wnt のターゲット遺伝子であるこ腺の底部にしか存在していない。また幹細胞は静止しとが確認されている。また Lgr5は胃癌組織での存在ているという一般の概念とは対照的に，Lgr5陽性細も報告されている 。この新しい幹細胞マーカーであ胞は増殖スピードが速く短時間で胃の腺を作り上げる

る Lgr5について，胃粘膜および胃癌での局在や特性ことができ，in vitro において１個の Lgr5陽性細胞について簡単に解説を加えたい。

は，幽門領域に類似した構築と細胞性質を有する自己胃幹細胞としての Lgr5 陽性幹細胞

複製胃粘膜上皮を部分的に作成することが可能である 。Lgr5陽性幹細胞の mRNA 解析で認められた発胃粘膜と腸粘膜の上皮は多くの点で同じ特徴を有し現遺伝子の多くは CD44，Sox9，Sord，Prss23，Sp5ている。それは組織構築の類似性のみならず，規則的を 含 む Wnt標 的 遺 伝 子 で，幽 門 腺 底 部 で の Wntシな自己複製も共通点の１つであり，その自己複製はグナル活性の存在を表していた 。一方で Chromo-

多 く は epithelial pocketsに 存 在 す る 成 体 幹 細 胞 にgranin A&B，Somatostatin，Gastrin G を含む，いよって制御されている。胃粘膜におい て epithelial

くつかの神経内分泌細胞関連の遺伝子は，Lgr5娘細pockets はそれぞれの管状腺内に存在している。各々胞では上方抑制されており神経内分泌細胞へ分化を意の腺は頚部，峡部，腺体部，腺底部にさらに分類され味するものと思われた。

る。ヒトの胃粘膜は大きく分けて幽門腺領域と体部腺（あるいは胃底腺）領域の２つの部位に分けられ，そ胃癌の Lgr5 陽性胃癌幹細胞

れぞれの部位における細胞構成や構造，細胞のターン胃癌発癌や進行の根底にある遺伝的な変化は大腸癌

オーバーは異なっている。Bjerknes と Cheng は胃ほどには，はっきりしていない。しかし Wnt シグナ

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Pitmucouscell

Oxynticcell

Glandmucouscell

Pit

Endocrine
cellIsthmus
IsthmuscellNeck
Gland

Tissue‑renewal
Lgr5
positivestem cell

Self‑renewal

ＡBaseＢ
図１ マウス幽門における Lgr5陽性細胞の分布と構成細胞の関係
Ａ：Lgr5陽性幹細胞のフローチャート。Lgr5陽性幹細胞は，自己再生を繰り返しながら，幽門を構成する他の細胞を作り出している。
Ｂ：幽門の構造。増殖 Lgr5陽性幹細胞は幽門の腺底部に位置している。

ル経路の異常な活性化が，幽門発生の胃癌の一部で生様々な方向へ浸潤増殖することができ，Lgr5陽性胃じることは，すでにいくつかの論文で十分に裏付けら癌幹細胞が胃癌の発達と進行に重要なことを示唆してれている。実際，APC 突然変異を有しているマウスいた。さらなる興味は胃癌の原因とされているHelico-とヒトには大腸癌に加えて胃癌の発生もみられる。胃bacter. pylori 感染症において，Lgr5陽性幹細胞が発幽門部における Lgr5陽性幹細胞集団の発見 は，in癌にどのような役割を果たしているのかである。我々vivo において Wnt 関連胃癌への胃幹細胞の関与につはヒト胃癌症例の背景幽門粘膜を用いて，H. pyloriいて直接的な評価を可能にした。APC 遺伝子の欠損

感染例では Lgr5陽性幹細胞の DNA 損傷度が非 Lgr5のマウスを用いると，Lgr5陽性幹細胞に必須の Wnt陽性細胞に比シグナル遺伝子は結果的に β‑カテニンの上方制御をれは Helicobacter. pylori 感染が胃幹細胞をより障害もたらし，2‑3weeks 以内にこれらの Lgr5陽性幹細しやすく，発癌につながる可能性を秘めていることを胞は腺腫を形成する。つまり Lgr5陽性幹細胞は発癌示している。

性を有しているのである。しかしこの作用は Lgr5陽性幹細胞の存在しない胃体部では確認できなかった。

して有意に高いことを報告した 。こ他の胃幹細胞との関連

この研究は Lgr5陽性幹細胞が Wnt 関連胃癌の起源とLgr5陽性幹細胞が幽部門のみで確認されているこなりうる可能性を持った細胞であることを証明した。とからわかるように，胃における幹細胞マーカーは一

しかし Wnt と関連のない腫瘍発生への Lgr5陽性幹細種類ではない。Lineage tracing によって今までいく胞の関与については未だ不明のままである。一方で胃つかの胃幹細胞と目されるマーカーが報告されている。

癌の発育速度やリンパ節転移と，腫瘍の中心部や浸潤胃幽 門 に お い て も Lgr5陽 性 幹 細 胞 の 以 外 に Villin

フロントでの Lgr5陽性細胞の分布が相関するとの報

promoter 陽性幹細胞が報告されている 。もともと告がある 。Lgr5陽性細胞を有する胃癌症例は Lgr5

Villin はアクチン結合タンパク質で腸上皮の刷子縁に陽性細胞を持たない群より median survival time が発現している。Villin は微絨毛の形態形成において鍵短い。また食道，胃，大腸，肝臓，膵臓において，腫となる役割を演じている。Villin は腸には高度に発現

瘍部では非腫瘍部に比べて Lgr5陽性細胞が多く，ましているが，胃上皮細胞では広範囲にわたって発現をた mRNA のレベルが高い 。マウスやヒトでの実験欠く。Villin‑promoter 陽性幹細胞は lineage tracing

結果から当初考えられていた以上に胃幹細胞は，はるによってマウスの胃上皮で発見された。Villin‑pro-かにより移動性があり，位置に制限されないことが実

moter 陽性幹細胞は通常静止しており，峡部の下方，証された。そのうえ Lgr5陽性胃癌幹細胞は粘膜 の幽門腺の底部から３番目の部分にあるとされた。これ

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ら Villin‑promoter 陽性幹細胞は，胃小窩（粘液を分細胞になりうる可能性が指摘された。現在この際に主泌する腺細胞），内分泌細胞と壁細胞を含む幽門部の細胞に発現している Mist1（BHLHA15）と呼ばれる複数の系統に分化した。しかし内因性 Villin タンパ

転写制御因子は SPEM の幹細胞マーカーであると考ク質そのものの発現は，おそらく遺伝子構造破裂のたえられている。当初 M ist1は胃主細胞や膵腺房細胞をめ，これらのマウスの胃上皮で観察されない。したがっ含む全身諸臓器の漿液分泌を制御する転写制御因子とて，活動期や静止期にある Villin‑promoter 陽性幹細して報告された。その後，M ist1は胃において粘液頸胞集団の正確な把握は難しい。また Lgr5陽性幹細胞細胞から主細胞分化の最終段階に重要であることが示と同様に Villin‑promoter 陽性幹細胞の集団は体部にされた。その Mist1陽性主細胞が壁細胞喪失によって認められない。多くの類似点のある Lgr5陽性幹細胞幹細胞としての分裂能力を再獲得し SPEM を導き，と Villin‑promoter 陽性幹細胞であるが，相違点も多またこの化生性変化は炎症状況下でますます増強され数あり両者の関連については今後の解明が待たれるとるかもしれないようである。

ころである。

TFF2 mRNA と M ist1は，その存在部位などから体部においては Trefoil factor 2（TFF2）mRNA

Lgr5陽性幹細胞と関係は な い よ う で あ る。し か し陽性幹細胞が lineage tracing によって胃幹細胞であM ist1陽性幹細胞が SPEM として知られている化生ると報告されている 。TFF2タンパクは胃体部の粘細胞系譜（いわゆる偽幽門腺化生で TFF2を発現す液頸細胞に発現しているが，TFF2 mRNA は体部粘る）を作り出すことを証明したので，TTF2 mRNA

膜において粘液頸細胞より上の胃小窩峡部細胞内に強陽性幹細胞と M ist1陽性幹細胞由来の SPEM には何く発現している。この位置変化は TTF2 mRNA‑ex-らかの共通項があるのかもしれない。

pressing cells（TTE）が胃幹細胞であるかもしれなおわりにいことを意味しており，実際 lineage tracing によって TTE は体部腺の下方へ移動し，粘液頸細胞，壁細ここ数年で胃幹細胞ならびに胃癌幹細胞は急速に解胞，主細胞に分化した。この結果はTTEが幹細胞マー明されてきた。Lgr5陽性幹細胞はその代表であり，カーとなる可能性を示唆しているが，興味深いことに胃粘膜における発癌のメカニズムやその治療方法の開胃小窩上方や神経内分泌細胞への分化は認めなかった。

発に大いに役立つ可能性を秘めている。一方で他の幹また壁細胞の欠損状況下において，胃底部に存在す細胞マーカーの存在も指摘されており，さらなる研究る 主 細 胞 が Spasmolytic Polypeptide ‑Expressing

発展のためには，これらの相互関係の解明や，包括すMetaplasia（SPEM ）として知られている，いわゆるる幹細胞マーカーの同定が期待される。また Lgr5陽偽幽門腺化生粘膜に移行することが lineage tracing

性幹細胞にも腫瘍生物学的機能など未だ多くの部分でによって報告され ，主細胞は潜在的な SPEM の幹はっきりしない問題があり，更なる研究が望まれる。

文献

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Liver Physiol 283:767‑777, 20025) Uehara T,Ma D,Yao Y,Lynch JP,Morales K,Ziober A,Feldman M ,Ota H,Sepulveda AR :H.pylori infection
is associated with DNA damage of Lgr5‑positive epithelial stem cells in the stomach of patients with gastriccancer. Dig Dis Sci 58:140‑149, 2013

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