●がん転移研究の新しい展開―分子研究から臨床へ―［ I ］転移関連分子研究から創薬へ

1．概説：転移浸潤のメカニズムとそれに関わる分子群
廣橋説雄＊腫瘍の原発巣の病理組織学的検討から，腫瘍の分化度，深達度，脈管侵襲の程度，間質反応の程度，腫瘍境界部の発育様式（圧排性，浸潤性）等の指標は，がんの治療後の再発や予後すなわち転移性を知る上で極めて有用であることが知られている．そして，これら病理組織学的指標の背景の分子機構の解明が進んでいる．腫瘍細胞の構造の異常や脱分化には，細胞接着分子系の異常が深く関わっていることが明らかになり，E―カドヘリン・カテニン系の不活化が，遺伝子異常や転写後の調節などさまざまなレベルで生じ，その機構ががんの病態とよく相関していることが示された．がん細胞の浸潤性発育は，細胞の試験管内での運動性とよく相関することが示され，運動性に関わる低分子量 G 蛋白質 Rho を標的として，転移を抑制できることも示された．また浸潤性発育と極めてよく対応するようにラミニン 5 の発現亢進がみられるが，その機構の一つとして EGFR の遺伝子増幅の関与が示されるなど，がんにおけるがん遺伝子の異常と転移との関わりも今後さらに解明されるものと考えられる．加えて，今後病変に発現する遺伝子・蛋白質の解析が網羅的に進むなかで，浸潤・転移に関わる分子群が一層明らかにされ，より適切な診断・治療法の開発に応用されるものと期待される．

Overview : Mechanisms and molecules involved in cancer invasion
and metastasis
SETSUO HIROHASHI National Cancer Center Research Institute
ひろはし・せつお：国立がんセンター研究所所長．昭和54年慶應義塾大学大学院医学研究科修了．昭和58年国立がんセンター研究所
病理部室長．平成５年同研究所副所長．平成11年現職．主研究領域／腫瘍病理学，がん生物学・分子生物学．
＊

6 第 119 回日本医学会シンポジウム

Key words

細胞接着分子細胞運動性カドヘリン
カテニン

浸潤・転移との関連について述べる．

はじめにがんの種類は発生する部位や由来する細胞

1．細胞接着分子の異常と浸潤・転移によって極めてさまざまであるが，たとえ同じ種類のがんであってもその浸潤・転移の病

E―カドヘリン細胞接着系は，上皮細胞の極理像は極めて多彩である．がんの治療や予後性の維持，発生，再生などにおいて重要な役の予測には，それぞれのがんの浸潤・転移の割を担っていることが示される一方，ほとん程度や能力を把握することは極めて重要であどが上皮性由来であるがんにおいては，そのり，原発巣の拡がりに加えてリンパ節転移な不活化ががんの発生ならびに浸潤・転移に深らびに遠隔転移を併せた TNM 分類は，がんく関わっていることが示されてきた1）（図 2）．の進行度の指標として広く用いられている．

細胞間接着性を欠くヒト胃がん細胞株にお一方，がん細胞の血行性転移は図 1 に示すよ

いて，E―カドヘリン遺伝子変異が mRNA スプ

うに，原発巣からの離脱→周囲組織（間質）へライシング異常を惹起することを見いだしの浸潤→血管内への侵入→標的臓器の血管内た．これらの細胞株には第 16 染色体ヘテロ皮細胞との接着→血管外への脱出→標的臓器接合性喪失を認め，E―カドヘリン遺伝子が 2への生着と再増殖，という複数の過程を経てヒットメカニズムで不活化されたと考えられ成立すると考えられ，そこには多くの分子がた2）．第 16 染色体ヘテロ接合性喪失を伴う関わっていることが示されてきた．腫瘍の原乳腺の浸潤生小葉がん手術材料において E―発巣の病理像は，この転移過程の前半の原発カドヘリン遺伝子異常を見いだした．このよ巣からの離脱→周囲組織（間質）への浸潤→血うに完全に細胞間接着性を欠き，びまん性増管内への侵入を反映したもので，がんの転移殖をするスキルス胃がんや乳腺小葉がんの成性を知る上で有用であることが知られていり立ちには，カドヘリン細胞接着系の突然変る．
ここではその病理像を規定する分子機構，異が関わることが明らかとなった．E―カドヘがん細胞の運動
原発巣

インテグリン
低分子量Ｇ蛋白質Src
laminin-5

がん細胞相互の接着と解離
カドヘリン・カテニン

細胞外基質

間質細胞細胞外基質の分解
MMP・TIMP
VEGF
FGF
増殖 HGF
EGF

生存着床
セレクチン
CD44
ケモカイン受容体
転移巣

図1

がん浸潤・転移がん転移研究の新しい展開―分子研究から臨床へ― 7

;;
;;
正常組織

がん組織

c-erbB-2蛋白

カテニン

βCa2＋

β
α

Ca2＋

βγ

α

血管内進入

γ

α

遺伝子変異：スキルス胃がん
DNAメチル化による発現低下：低分化がん

増殖因子・基質からのシグナルによる修飾：

α

血行性転移

カドヘリン機能を抑制する新規膜蛋白

E-カドヘリン

ディスアドヘリン

アクチン

ディスアドヘリン

図2

E―カドヘリン細胞接着系の不活化と浸潤・転移

リン以外に α―カテニン，β―カテニンの遺伝子構成分子の遺伝子変異・発現低下ならびにチ変異でカドヘリン細胞接着系が不活化していロシンリン酸化といった多様な機構により

3,4）

E―カドヘリン細胞接着系が不活化され，その次に，E―カドヘリン発現を欠くヒトがん細胞

不活化の機構はがんのびまん性増殖・脱分化

株で E―カドヘリン遺伝子のプロモーターにそして血行性転移等の病態とよく相関していた1）．

る例も見いだしている．

CpG methylation を認め，これらの細胞株は5-azacytidine処理でE―カドヘリン発現を回復した．この結果は，E―カドヘリン発現が CpG
methylation によって調節されることを示し
5）2．細胞運動性と浸潤・転移腫瘍細胞では，細胞運動性の亢進がさまざている ．実際の手術材料でも，カドヘリンのまなメカニズムによって生じ，浸潤性の獲得発現低下を示す低分化がんではしばしばE―カに関わっていると想定されている（図 3）．著

ドヘリンのCpG methylationが見いだされる．

者らは肝内転移を模倣する同所性移植肝内転カドヘリンの発現が保たれ突然変異も見ら移モデルを確立して解析し，in vitro での細れないのに細胞間接着が低下する細胞株に胞運動性が腫瘍組織辺縁での浸潤性ならびには，β―カテニンの強いチロシンリン酸化を認転移性と相関することを示した8）．高転移性めることが多い．この現象を手がかりに，カ株（Li7，KYN2）における細胞運動性・浸潤性

ド ヘ リ ン・カ テ ニ ン 系 と c-erbB-2 や EGFR獲得の機構につきさらに検討したところ，Li7等の増殖因子受容体が相互作用し，増殖因子細胞の分散，細胞運動性はリゾフォスファチのシグナルで細胞接着が一時的に不活化されジン酸（LPA）で 誘 導 さ れ，低 分 子 量 G 蛋 白ることを明らかにした6）．このチロシンリン

Rho の特異的阻害剤である C3 により抑制さ酸化による不活化機構は，がんの浸潤先端でれた．さらに Rho のエフェクターの一つであ7）の脱分化や血行性転移に関与している ．
このように，カドヘリン・カテニン複合体
8 第 119 回日本医学会シンポジウム

る Rho-associated coiled-coil forming protein
kinase（p160ROCK）の機能抑制型遺伝子変異

HGFによる分散

０時間

浸潤性増殖

24時間

インテグリン発現パターンの変化
カドヘリン
カテニン

低分子量Ｇ蛋白質Rhoの活性化
低分子量Ｇ蛋白質
アクチン

インテグリン

図3

laminin-5 γ 2 鎖の発現亢進

細胞外マトリックス

細胞運動性の亢進と浸潤・転移体（京都大学成宮周教授より供与）導入株にお骨格系も合わさった複雑な相互作用が，がんいて，あるいは p160ROCK の特異的阻害剤で細胞の運動性，そして浸潤・転移に深く関ある Y-27632（ウェルファイド株式会社よりわっていることを示していると考えられた．

供与）により，分散，運動性の抑制が認められた．同時にこれら p160ROCK の変異体の導入
あるいは阻害剤の持続投与により，腫瘍組織

3．がん遺伝子の異常と浸潤・転移辺縁での浸潤性の抑制，そして転移能の抑制

強い細胞遊走活性を持つ laminin-5 は，病理が認められた．KYN2 細胞（久留米大学神代正

組織学的にも浸潤性増殖部に一致して発現亢

道教授より供与）においては，浮遊系で培養す進がみられ，興味深い局在を示す．舌扁平上ると，カドヘリンによる細胞接着と索状胞巣

皮がんにおける解析では，laminin-5 γ 2 鎖のの形成がみられ，一方，基質との接着により発現は腫瘍細胞の細胞質に明瞭に認められカドヘリン系の不活化，細胞の分散が認めらた．発現異常のパターンは特徴的で，type A

れた．この所見は，KYN2 細胞移植腫瘍の中心（陽性細胞がほとんどみられない症例），type部と辺縁部の組織像の違いに対応すると考えB（腫瘍胞巣の一部にのみ陽性所見がみられられた．基質との接着により α カテニンの減る症例），type C（腫瘍胞巣を縁取るように陽少と c-Src の活性化が認められたが，この現性所見がみられる症例），type D（ほとんどの象は機能抑制型抗インテグリン抗体（抗 β1+腫瘍細胞に陽性所見がみられる症例）に分類

9）β5）により抑制された ．この細胞に c-Src のできた． 陽性細胞の個数は， type A， B， C，機能抑制型遺伝子変異体を導入すると，ラフD の順に有意に増加した．その結果，laminin-リングが消失し，stress fiber と明瞭な接着斑

5 γ 2 鎖の発現の亢進している症例は有意にの形成がみられ，細胞運動能は低下した．以

分化度が低く，浸潤性増殖の強い腫瘍である上の所見は，カドヘリン系，インテグリン系ことが示された．また，単変量および多変量の相互作用を示すとともに，増殖因子や細胞解析による検討で，laminin-5 γ 2 鎖の発現のがん転移研究の新しい展開―分子研究から臨床へ― 9亢進している症例は，有意に予後不良である
10）ことが示された ．
扁平上皮がん細胞株を用いた検討では，EGFR の遺伝子増幅の程度と laminin-5 γ 2 鎖の発現には相関が認められた．また，進行食道がん切除材料を用いた免疫組織化学的検討
では，laminin-5 γ 2 鎖の発現の亢進している症例は有意に EGFR の発現も亢進しており，小胞巣あるいは索状に配列する低分化な腫瘍に両分子の強い発現がみられた．以上の知見
は，がん遺伝子の異常が浸潤性を強く規定する機能分子の発現を誘導し，結果としてがんの悪性形質である浸潤・転移性を規定していることを示す例ととらえられる．

おわりにがんの転移の過程は多段階からなり，その病態は極めて複雑ではあるが，その解明はが6）Kanai Y, Ochiai A, Shibata T, et al . : c-erbB-2 geneproduct directly associates with β-catenin and plakoglobin. Biochem Biophys Res Commun 1995 ; 208（3）：1067―1072.
7）Shibata T, Ochiai A, Kanai Y, et al . : Dominant negative inhibition of the association between β-catenin
and c-erbB-2 by N-terminally deleted β-catenin
suppresses the invasion and metastasis of cancer
cells. Oncogene 1996 ; 13 : 883―889.
8）Genda T, Sakamoto M, Ichida T, et al . : Cell motility
mediated by Rho and Rho-associated protein kinase
plays a critical role in intrahepatic metastasis of human hepatocellular carcinoma. Hepatology 1999 ; 30 :1027―1036.
9）Genda T, Sakamoto M, Ichida T, et al . : Loss of cellcell contact is induced by integrin-mediated cell substratum adhesion in highly-motile and highly-metastatic hepatocellular carcinoma cells . Lab Invest
2000 ; 80（3）：387―394.
10）Ono Y, Nakanishi Y, Ino Y, et al . : Clinicopathologicalsignificance of laminin-5 γ 2 chain expression in squamous cell carcinoma of the tongue : immunohistochemical analysis of 67 lesions . Cancer 1999 ; 85 :2315―2321.

んを克服するために重要である．今後病変に発現する遺伝子・蛋白質の解析が網羅的に進むなかで，浸潤・転移に関わる分子群が一層明らかにされ，より適切な診断・治療法の開質疑応答発に応用されるものと期待される．
座長（成宮） 廣橋先生，どうもありがとう〔文献〕
1）Hirohashi S : Inactivation of the E-cadherin-mediatedcell adhesion system in human cancers. Am J Pathol
1998 ; 153（2）：333―339.
2）Oda T, Kanai Y, Oyama T, et al . : E-cadherin gene mutations in human gastric carcinoma cell lines . Proc
Natl Acad Sci USA 1994 ; 91 : 1858―1862.
3）Hirano S, Kimoto N, Shimoyama Y, et al . : Identification of a neural α-catenin as a key regulator of cadherin function and multicellular organization . Cell
1992 ; 70 : 293―301.
4）Oyama T, Kanai Y, Ochiai A, et al . : A truncated βcatenin disrupts the interaction between E-cadherin
and α-catenin : A cause of loss of intercellular adhesiveness in human cancer cell lines . Cancer Res
1994 ; 54（23）：6282―6287.
5）Yoshiura K, Kanai Y, Ochiai A, et al . : Silencing of theE-cadherin invasion-suppressor gene by CpG methylation in human carcinomas. Proc Natl Acad Sci USA
1995 ; 92（16）：7416―7419.
10 第 119 回日本医学会シンポジウムございました．先生は，がんがカテニン等の不活化によって，元いたところから解き放たれることをいわれましたが，ご講演は，まさにがんの転移研究を解き放ってさかんにするという意味で，非常に意義深い講演であった
思います．先生のご講演についてご質問，ご討論はいかがでしょうか．
ご質問される時は，ご所属とお名前をお願いいたします．
河野憲司（大分医大） いろいろなデータをどうもありがとうございました．
ラミニン5の発 現 と EGFR の gene amplification が 相 関 するというデータをお示しいただきましたが，それはどのようなメカニズムによるのでしょうか．両者が細胞内でどのような形で関連しているのか，教えていただきたいと思います．

廣橋

時間がなくて説明が不十分だったの基底膜がよく作られるというような相反するですが，どうも転写を介して発現を誘導する現象もあって，先生のご指摘は重要なところという仕組みがあるようです．遺伝子の増幅だと思います．

がある細胞では，すでにそういうシグナルが座長

先生は，がん細胞は場所によって遺初めから行っていますので，ラミニン 5 は非伝子発現が異なるといわれましたが，今のラ常にたくさん出ています．しかしそれに EGF

ミニン 5 も，浸潤しているものの先端でよくreceptor の tyrosine kinase の inhibitor 等をみられるのでしょうか．

加えると発現が低下するということもありま

廣橋

す．それから，もともと遺伝子増幅がない細られます．

病理所見では，それが極めて強くみ胞に対して，EGF receptor を EGF あるいは高橋俊雄（都立駒込病院） 最初に先生は浸TGF-α で刺激しますと，ラミニン 5 の誘導が潤のあるバラバラなものは転移が多くて，カ起こるということもみられますので，EGFドヘリンとの関係についてお話しいただきまのシグナルが転写にも関わって，ラミニン5のしたが，確かにスキルス胃がんの場合はそう発現を誘導しているいうふうに考えています．

いったリンパ節転移，あるいは腹膜播種性転河野ありがとうございました．

移が多いのですが，そうではなくて，たとえ座長

そのラミニン 5 についてちょ っ とば分化型の，浸潤性の非常に少ないがんで，お聞きしたいのですが，片方でがんは転移浸肝転移が非常に多いということは先生もご存

潤する時に，MMP などの extracellular matrix

じの通りですが，これについては，何かちょっを分解する酵素を出して，自分の近くの基質をと違うような点もあるのですが，いかがで分解して進むということがありますね．それ

しょうか．と同時に，先生が見いだされておられますよう

廣橋

これも言葉が足らなくて失礼しましに，自分自身も細胞外基質蛋白を分泌するとた．カドヘリンが完全に不活化しているスキいうようなことで，二面性があるように思う

ルス胃がんは，先生がおっしゃったようにリのですが，このラミニン 5 をがん細胞自身がンパ節転移やびまん性の浸潤が強いのです

分泌して，それがどのようにがんの浸潤に効が，血行性の肝転移はしません．それに対しいているのか，そういうことについてお考えて分化型のがん，むしろカドヘリンがしっかがありましたら教えていただきたいと思います．

りしているもののほうが肝転移をするという廣橋

このラミニン 5 自身については，そ現象があるのです．実は私どももそれでずっれ自体は本当は基底膜の構成要因であって，と頭を悩ませておりまして，これに対する答

本来の上皮の extracellular matrix であるといえが，がんの一部でカドヘリンが不活化されう特性もあるのですが，がん細胞ではその局るように，一時的に不活化される仕組みとい在が変わっています．MMP などの作用もあっうものがあって，それが肝転移の形成などにて，process されるということも重要だとい大事なのではないかというふうに考えていまわれていますが，細胞質の中にあったり，分す．大腸がんで示しましたが，がんの浸潤の泌されたりするのです．それが運動性にどう先端でばらけるがんが実は肝転移が非常に強関わるかという機構はこれからの課題だといのでありまして，おそらく胃がんでも同様思っています．たださらにもう一方で，基底な仕組みが起こっているのではないかと考え膜を含む細胞外基質の分解が強調されますています．

が，ある種の血行性転移をよくするがんでは，座長ありがとうございました．

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