●がん転移研究の新しい展開―分子研究から臨床へ―［III］臨床的研究の展開―病態把握と治療法改善―

9．がん転移機構の臨床的研究
正樹＊

森

臨床の場で転移・再発したがん患者をみるにつけ，転移機構の解明と対策の必要性を強く感じる．従来がんの転移能はがん細胞側から論じられることが多かったが，最近宿主側の要因も重要であることが明らかになってきた．ここではがん細胞側の要因として蛋白分解酵素の一つである，matrix metalloproteinase 7（MMP7）に注目した．われわれはリンパ節転移のある症例とない症例を用い，それぞれの mRNA を differential display 法で比較することにより，前者で発現の強い遺伝子の中から MMP7 を同定した．消化器がんを中心とする臨床症例の解析でも MMP7 の高発現例はリンパ節転移が多く，予後不良であることがわかった．実験的には MMP7 の遺伝子導入株
では造腫瘍能が高く，また転移能が高いこと，そしてこれには EGFR を介したシグナル伝達が重要であることを明らかにした．
一方，宿主側要因としてケモカインレセプターの一つである CCR7 に注目した．ケ
モカインレセプターはリンパ球，単球，好中球などの細胞膜に存在し，ケモカインの刺激に応じて移動するのに役立っている．われわれは CCR7 が胃がん細胞株でも発現していること，さらには臨床検体でも約 70％ 弱に発現していることを明らかにした．
CCR 7 高発現症例は予後不良で，とくにリンパ節転移が多くみられた．肝転移機構についてはその一端として， 最近注目されている Fas-Fas リガンドについて紹介した．
今後がん細胞と宿主の両面からの検討がさらに進むものと期待できる．
転移・再発をしやすい，すなわち悪性度の高いがんを見いだすための診断法も進歩している．この中で cDNA マイクロアレイを用いた包括的診断の利用について述べた．cDNA マイクロアレイを用いたデータを蓄積することで，個人の再発の可能性をかなり的確に判断できるようになると期待している．

Clinical study of cancer metastasis
MASAKI MORI Division of Molecular and Surgical Oncology, Department of Molecular and Cellular Biology, Medical Institute of Bioregulation, Kyushu University

もり・まさき：九州大学生体防御医学研究所細胞制御学部門（外科）教授．昭和55年九州大学医学部卒
業．平成５年同医学部講師．平成６年九州大学生体防御医学研究所
助教授．平成10年現職．主研究領
域／外科学，消化器外科学，分子腫瘍学．
＊

60 第 119 回日本医学会シンポジウム

Key words

蛋白分解酵素ケモカインレセプター
転移関連遺伝子DNA マイクロアレイ

はじめにA

がん転移機構の解明は，がんを扱う外科医

MMP-7にとってもっとも重要な課題の一つである．

GAPDH

転移巣に対する治療自体は先人の努力により

P T N T N T N T N T N T N

少しずつ進歩してはいるものの，現在までブCase

レイクスルーはない．治療成績の向上を図る

T value

1234560.95 0.83 0.47 0.51 0.07 0.61

ためには，転移機構の解明を通して新しい分でもなく，多くの先人がこれを行ってきた．
われわれは臨床的観点から転移機構を解明すべく研究を行っているので紹介する．とくにがん細胞と宿主の両面からの研究の重要性と，cDNA マイクロアレイを用いた包括的診

B100survival rate（%）

子標的を探るなどの努力が必要なのは言うま

断の利用価値について述べたい．

MMP7＜0.3（n=34）
50
MMP7≧0.3（n=14）

p=0.00200

われわれはリンパ節転移のある症例とない
display 法で比較することにより，前者で発現2030405060duration（month）

1．がん細胞の浸潤能症例を用い，それぞれの mRNA を differential10

図1

食道癌における MMP 7 の発現（A）と予後（B）
T はがん組織を，N は同一症例の対照正常
粘膜組織を示すの強い遺伝子の中から matrix metalloproteinase 7（MMP7）を 同 定 し た1）．MMP7 は 蛋 白 分解酵素の一つである MMP のファミリー中最実験的には MMP7 の遺伝子導入株では造小の構成単位からなるもので，matrilysin と腫瘍能が高く，また転移能が高いこと，そしも呼ばれる．従来 MMP の中では，がんの浸潤てこれには EGFR を介したシグナル伝達がに関与するものとして MMP2，MMP9 などの重要であることを明らかにした．また，中和間質コラーゲンを分解する酵素が注目されて抗体を用いると転移浸潤能が抑制されることきた．しかし最近の研究で，この両者を活性も示した．MMP7 の遺伝子導入株と親株との化しうる MMP7 についても多くの研究成果

DNA マイクロアレイによる比較では，いくつが蓄積されつつある．

かの興味ある遺伝子が異なる発現をすること

消化器がんを中心とする臨床症例の解析でがわかった．
今後，MMP7 からのシグナル伝達も MMP7 の高発現例はリンパ節転移が多く，のどのレベルでの制御が最も効率よく転移・予後不良であることがわかった（図 1）．これ浸潤を抑制するか，また副作用は最も少なくは検索した食道がん，胃がん，大腸がんのいなるかを検討する必要がある．これにより，ずれでも認められた2）．そこでわれわれは，新規がん治療薬への展開が期待される．

術前の生検標本での発現を調べることで手術浸潤・転移に関与する遺伝子として同定し前に悪性度の評価ができないか検討中であた他の重要なものに食道がんにおける cysta-る．

tin B，Grb73），胃がんにおける細胞周期関連
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A
リンパ節

CCR7

CCR7

SLC
ELC

樹状細胞

SLC
ELC
CCR7

CCR7発現がん細胞

メモリーＴ細胞B
生存率10.8
CCR7−（n=22）0.6

p＜0.05

0.4

CCR7＋（n=42）0.20012345生存年

図2A．ケモカインレセプター（CCR7）を有するがん細胞はそのリガンド（SLC，ELC）を発現するリンパ節に誘導される

B．CCR7 を発現する胃がん患者は明らかに予後不良であり，これにはリンパ節転移が関与している遺伝子のp274），大腸がんにおけるMRP1 CD9

く，宿主側の要因も重要であることが再認識などがある．また FEZ1 など興味深い遺伝子されつつある．これは最近の乳がんの転移の5）も同定しているが，詳細は他に譲る ．

研究で明らかにされたことであるが，高転移細胞にはケモカインレセプターの一種である

2．宿主側の要因
転移にはがん細胞のみの性質だけではな
62 第 119 回日本医学会シンポジウム

CXCR4 が発現している．一方，そのリガンドであるケモカインの SDF-1 は骨や肝臓，あるいは肺などに高発現している．そのため乳がFas リガンド発現
大腸がん細胞
Fasリガンド
大腸がん細胞のコロニー形成
Fas

肝細胞

肝細胞のアポトーシス

図3

大腸がんの肝転移形成

大腸がん細胞は Fas リガンドを発現し，肝細胞は Fas を発現している．このため Fas-Fas
リガンドにより肝細胞のアポトーシスが誘導され，大腸がん細胞は置換性発育を示す

DNAクローン

サンプルコントロール

逆転写反応

レーザー2

レーザー１

標識

PCR増幅
精製

励起
ロボットによるブロッティング

解析

ハイブリダイゼーション

図4cDNA マイクロアレイ法の原理

異なる 2 つのサンプル間の遺伝子発現量を蛍光色素の比で調べる

ん細胞はこれらの臓器を循環中にトラップされる6）．ケモカインは約 40 種類が知られてれ，生着することで転移を形成すると考えらおり，それに対応するケモカインレセプター
がん転移研究の新しい展開―分子研究から臨床へ― 63

も約 14 種類知られている．

目され，さっそく広い範囲で用いられてきてわれわれはケモカインレセプターの一つのいる9,10）．本法は一枚のスライド上で数百かCCR7 が食道がんの 44％，胃がんの 66％，大ら数千の単位の遺伝子発現を一度に調べるこ

腸がんの 66％，乳がんの 26％ に発現していとができる画期的な方法である（図 4）．

ることを明らかにした．そのリガンドであるわれわれは，本法を用いて胃がんの転移のケモカインの SLC，ELC はリンパ節で高発現結果としての予後（悪性度）判定を試みていしている．このためわれわれは胃がんのリンる．胃がんの腫瘍部と非腫瘍部より作製したパ節転移に関わる因子を調べた結果，CCR7cDNA を，約 500 個の遺伝子を搭載したマイの発現はリンパ管浸潤，深達度，組織型よりクロアレイで調べた．腫瘍径（大・小），深達も強くリンパ節転移に関与することを多変量度（深・浅），リンパ節転移（あり・なし）など解析を用いて明らかにした（図 2）．
CCR7 を発5 つの因子のそれぞれの二つの間（たとえば現する胃がんはリンパ節転移が多く，予後はリンパ節転移のあるものとないもの）で発現

7）不良であった ．

差のある遺伝子をピックアップし，最終的に一方，最近大腸がんの肝転移について興味78 個の遺伝子をピックアップした．それぞれある知見が報告されている．肝細胞には細胞の遺伝子の発現の重みを求め，発現係数をつのアポトーシスを誘導する Fas レセプターがけた．78 個の遺伝子の発現量と発現係数を掛発現していること，さらに肝転移しやすい大け合わせ，それを足して発現のポイントを求腸がん細胞には Fas リガンドが発現している

め，これを prognostic score とした．その結果ことである．このことは大腸がん細胞が Fas-100 点以上と 100 点未満の 2 グループに分け

Fas リガンドシステムを利用して肝臓内に転られ，前者は予後不良であり，一方後者は予移巣を形成する可能性を示したもので8），遠後良好であることが示された．未だ prelimi-隔転移形成のあらたな機序として注目されてnary ではあるが，本法により個々の患者の悪いる（図 3）．

性度を数値化でき，従来確率論で求められていたものに対し，より客観的評価ができる可

3．cDNA マイクロアレイを用いた
悪性度診断
前述のように，がんの転移にはがん細胞側能性が示された．現在症例を重ねて検討中である．

おわりにの要因と宿主側の要因が関与している．臨床臨床の場におけるがんは，一言でいうと多の場でこれを総合的に評価するものとして，様性で特徴づけられる．この多様性をサイエ

従来病理学的検討が行われてきた．また最近

ンスに基づいてクラス分けし，治療法を決定

では，いくつかの遺伝子が再発予測因子となする作業はきわめて重要である．これなくしりうるとして検討されてきた．しかし，個々ては従来の医療を越えることはできない．今の遺伝子を調べても一定の限度があることを後の発展には新しいツールの導入と，基礎学経験的に感じる．そこで多くの遺伝子を網羅者と臨床医のさらなる連携が必要で，この強的に調べることで，個々のがんを遺伝子レベ化が望まれる．また転移を完全に抑制する分ルで特徴づけることができるのではないかと

子標的の発見は容易ではないが，これを成しの 期 待 が 高 ま っ て い た．こ の よ う な 中 で遂げるためにも多様性の起こる機序の解明がcDNA マイクロアレイが発表され，がぜん注必要である．

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〔文献〕
1）Mori M, Barnard GF, Mimori K, et al. : Overexpressionof matrix metalloproteinase-7 mRNA in human colon
carcinomas. Cancer 1995 ; 75 : 1516―1519.
2）Yamashita K, Mori M, Shiraishi T, et al. : Clinical significance of matrix metalloproteinase-7 expression inesophageal carcinoma . Clin Cancer Res 2000 ; 6 :1169―1174.
3）Tanaka S, Mori M, Akiyoshi T, et al. : A novel variantof human Grb7 is associated with invasive esophageal
carcinoma. J Clin Invest 1998 ; 102 : 821―827.
4）Mori M, Mimori K, Shiraishi T, et al. : p27 expressionand gastric carcinoma. Nature Med 1997 ; 3 : 593―593.
5）Ishii H, Baffa R, Numata S, et al. : The FEZ1 gene at
chromosome 8p22 encodes a leucin-zipper protein ,and its expression is altered in multiple human tumors. Proc Natl Acad Sci （USA）1999 ; 59 : 1096―1101.
6）Muller A, Homey B, Soto H, et al. : Involvement ofchemokine receptors in breast cancer metastasis. Nature 2001 ; 410 : 50―56.
7）Mashino K, Sadanaga N, Tanaka F, et al. : Expressionof chemokine receptor CCR7 in gastric carcinoma : A
potential mechanism of lymph node metastasis．
（ submitted）
8）Shiraki K, Tsuji N, Shioda T, et al. : Expression of Fas
ligand in liver metastases of human colonic adenocarcinomas. Proc Natl Acad Sci（USA）1997 ; 94 : 6420―
6425.
9）Golub TR, Slonim DK, Tamayo P, et al. : Molecularclassification of cancer : Class discovery and class prediction by gene expression monitoring. Science 1999 ;286 : 531―537.
10）Alizadeh AA, Eisen MB, Davis RE , et al . : Distinct
types of diffuse large B cell lymphoma identified bygene expression profiling. Nature 2000 ; 403 : 503―511.

みるということは大切な方法だと思いますが，先 生 の 用 い た 系 の 中 で，EGF receptorとか，血管新生に関係する VEGF とか basic
FGF とか PDGF といった遺伝子なども含まれていたのか，その結果 MMP7 とサバイビンと か CDK-4 と か が 悪 性 度 と 非 常 に 関 係 があったと結論しえたのか教えていただけますか．
森

あれは例として 4 つの遺伝子を 示 しましたが，5 点取った遺伝子の中に EGFR とPDECGF は入っています．
曽根

そうですか．かなり強い相関があるということですね．
座長

他にいかがでしょうか．先生は EGFと MMP のクロストークのお話をされましたが，その方はかなりもう evidence があるわけですか．
森

いろいろ evidence が蓄積されてきています．それから曽根先生が先ほどおっしゃいましたが，MMP 自体 angiogenesis にも非常に関わっていますが，MMP7 で も そ う い う
データが出てきていますし，Wnt のシグナルで APC-β カテニンを介するシグナル系があるのですが，その中で β カテニンで転写活性が 増 す 遺 伝 子 の 一 つ と し て も MMP7 が 上がってきていますので，やはり何か重要な役割をしているのではないかというふうに考えています．
座長

リンパ節への affinity，親和性の問題

でケモカインとその receptor，リガンドと receptor 関係ということがあったわけですが，そのことでどなたかご質問はございません

質疑応答か．これは今までもそういう trial はあったわ
けですか．

座長
（今村） ありがとうございました．大変明快なお話であったと思いますが，フロアからご質問，コメントをお願いいたします．

森

これはたぶん私どもの仕事が初めてだ

ろうと思います．
座長

ほかのがんでもこのようなことが証

曽根三郎（徳島大） マイクロアレイを使っ明されて行けば面白いと思いますが．これはて，その遺伝子発現情報を解析し，悪性度をリンパ節転移だけですね．血行性転移との関
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連性はどうでしょうか．
森

プして，それをあのようなポイントのような結局高い群と低い群で分けますと，リ形で見る方が，個々の症例の判断にはむしろンパ節転移を介してのことだろうと思います

よいのではないかというふうに考えていまが，やはりいろいろなリンパ節転移以外のもす．のにも関与はしています．ただリンパ節転移

座長

今まで実験的，あるいは臨床的に見に関与する因子として多変量解析をしましてつかっている分子をターゲットとして絞っも，一番重要な factor で出てきますので，やて，それを中心に意義づけてしていくというはりリンパ節転移に最も関係しているということになるのでしょうか．まったく新しいもふうに考えています．のの意義を確認していくということは非常に座長

それからマイクロアレイは，個々の研究施設でいろいろ行われているわけです

むずかしいようですね．
森

新しいものを見つけるということは，が，いろいろな遺伝子の異常を指摘できても，遺伝子の搭載数を， EST を含めて増やして，それを本当に突っ込んで行く方法は案外むず共通するものをピックアップしてきました

かしいのではないかと思いますが，そういうら，それで新規のものを見つけて行くことはことに関して何かご提言がございますか．

できると思いますし，それ自体はそれ程むず森

私どもも非常に経験が浅くて，まだ 50かしくはないと思います．ただそれの意義づ例程度しかやっておりません．先生がおっけというか，functional assay はまた一つずつしゃいますように，確かにクラスター解析とむずかしいだろうと思います．

いうのは，非常にむずかしいというか，私ど

座長

いろいろな遺伝子が上がってくるのもがやるわけではなくて，いろいろな統計学ですが，それがどういう意義を持っているか者に手伝っていただきながらやるのですが，ということの解析は非常にむずかしいわけでそれでも非常にむずかしいというのが実感ですね．ありがとうございました．

す．逆にいえば，重要な遺伝子をピックアッ

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