博 士 （医 学 ）中 村 路 夫
学位論文

growthfactortype1

Low levels of insulin― likereceptorexpressionatca
ncercellmembranepredictlivermetast
asisinD
ukes'Chu
mancolor
ectalcancers.
(Dukes C大腸癌において膜表面のI
GF―1
R発現レベルは肝転移と逆相関する）

学位論文内容の要旨【目的と背景】
手術可能であった大腸癌の予後は、多くの場合、異時性の転移、特に肝臓への転移の有無に依存することが知られている。大腸癌の予後の改善を目指すには、転移予測に基づいたハイリスク群の選定とそうした症例に対する適切な術後補助化学療法の実施が重要である。Dukes C
大腸癌症例に対する術後補助化学療法に関しては、全生存期間と無再発生存期間のどちらも延長させることが知られている。しかしながら、Dukes C
症例の再発率は40‑50％程度といわれていることからわかるように、術後補助化学療法を本来必要としない症例に対してもこれまで術後化学療法は実施されてきたという背景もあり、術後補助化学療法の利用価値を高めるためには、適切なマーカーを用いた患者選択が必要である。大腸癌の細胞増殖、形質転換、アポトーシスの制御に関係している因子として最近注目
さ れ てい る も のの ー っ にInsu
lin‑like growth factor（IGF）があ る。そ のレセプ ターで あるI
nsulin‑likegrowt
hf
actortypelr
eceptor (IGF‑1R)の過剰発現は、いくっかの大腸癌細胞株やヒト大腸癌組織中でも確認されている。我々は、大腸癌におけるこのIGF‑1R発現レベルを免疫組織化
学 的 に 評 価 す る こ と で 、 予 後 の 予 測 が 可 能 か ど う か を 検 討す る こと に した 。
【方法と結果】
1992
年7月か ら1998
年12月 までに 国立がん センタ ー東病院 にて外科 的切除 術を施行 され完全治 癒切除と なったDukes C大腸癌 症例161例を対象とした。今回の検討では治療前後に化学療法あるいは放射線療法を受ジた患者を除外し、また他の悪性腫瘍の既往歴を有する症例も除外した。いずれ の症例に 関しても 少なく とも5年間は 経過をフオローした。今回の検討には切除標本から取られたホルマリン固定サンプルを使用し、各症例についてもっとも腫瘍が浸潤しているブロックを用いた。
免 疫染色に は抗IGF‑
1R
マ ウスモノ クロー ナル抗体 を用い た。IG
F‑
1Rの発現については、「細胞膜の 発現だけ を評価し、細胞質の染色は無視する」という方法で評価した。IGF‑1Rの発現レベルは、観察範囲内の癌細胞の50％以上が合を陽性である場合をdiffusepositivepattern 、50％未満の場

focalpositiv
epattern と定義した。IGF‑1
Rの発現レベルと予後との関係を評価するにあたー493―

り大腸癌の再発形式を考慮し、対象を「再発しなかった群」「肝臓に再発した群」「肝臓以外の臓器に再発した群」の3群に分けて予後検討を行った。
種々の臨床病理学的因子とIGF‑1R発現との関係を調べたところ、癌の再発、特に肝臓への再発に関 して IGF‑1R発現が関わっ ていることがわかった。そこでIG
F‑1R発現も含め、無再 発生存期間に影響を及ばす因子を特定するため、これらの臨床病理学的因子について単変量解析を行ったところ、腫瘍の深達度・リンパ管浸潤・脈 管浸潤・IGF‑1
R発現が予後に影響を与え才因子であった。興味深いのは当初の我カの予想に反して 、IGF‑1
R発現が低い症例で肝転移しやすく、逆に発現レベルの高い症例において無再発生存期間が長いということであった。単変量解析にて無再発生存期間に影響を与えた因子に関して、さらに多変 量解析を行ったところI
GF‑1R発現・腫瘍の深達度・リンパ管浸潤の3っ がそれぞれ有意差を持って独立して予後に影響を与える 因子であることがわかった。また、
IG
F‑1R
発 現 と他 の2つの 因子 をそ れぞ れ 組み 合わせてK
apl
an‑Meierにて評価したとこ ろ、高い特異度をもって肝転移の予知をすることが出来た。
【考察】
免疫 組織 化学 的 手法 を用 いた I
GF‑1
R発 現に よる 予後 検討 とし ては これ ま でに も3報(HakamAetal.HumPathol1999;
30:1128‑
33，WeberM
Metal.Cancer(Phila)2002;
95:
2086‑
95，Peters
Get al. Vir
chows Ar
ch 2003;
443:139‑45)
報告されているがいずれにおいても予後との関係は示されてい ない 。予 後を示すことが出来た我々の検討との違いは 、1）用いた抗体が異なる、 2）異なる評価 方法 を用 いた、3）肝転移 に着目した、という3点によ るものと思われた。以前の検討では、
IGF‑1Rの 細胞 質内ドメインを認識する抗体を用いて細胞質 の染色性を評価する方法をとっていたが、この方法ではりガンドと結合して細胞内にinternaliz
eしたレセプターやレセプターのprecursorなども評価してしまっている可能性が あり、機能的なレセプターを評価するのには不都合であった可能 性が ある 。評価方法に関しては同じ膜貫通型レセプタ ーであるH
ER2に関する検討でも膜表面の発現のみを評価することが重要であるという報告(
TetuB
etal.Cancer(Phila)1994;
73:2359‑65)があるが、IGF‑1Rに関して同じような 評価方法が重要であるとした報告は今回が初めてである。また、IGF
シ ステムが肝転移というイベントに重要であることは近年注目されているトピックであり、予後 検討 に関 して肝転移とそれ以外の臓器への転移を分け て評価したこともI
GF‑1
R発現レベルの違いで予後の予測が出来たことにっながったと思われた。
IGF‑1R発 現レベルが低い症例の方が肝転移しやすいと いうパラドキシカルな結果に関しては明確な答えはまだなぃ。しかしながら 、同様の結果が乳癌と前立腺癌においても4報(PapaVetal.
CancerRes1993;
53:373
6‑40，Bonneterr｜ヨJetal.CancerRes1990;
50:
6931‑
5，Schnarr
Betal.
IntJCancer2000;89:506‑
13，PeyratJ
Petal.BreastC
ancerResr
Iyeat1992;
22:
59‑67)
出されており、非常に興味深い。細胞表面のレセプターが多いことはまだレセプターがりン酸化されておらずシグナルが入っていなぃことを示しており、逆にレセプター発現が低い方はシグナルがアクティブになっていることを示している可能性がある。また、高分化な細胞ほどレセプターの発現が亢進するという報告もあり、予後に関してはそのことを 反映しているのかも知れない。また、低酸素や低pH、低グルコー スと いっ た微小環境のストレスがIG
F‑
1Rの発現と関係 しているという報告が最近出されており、I
GF‑1Rの発現レベルをみた今回の 検討は腫瘍周辺の微小環境のストレスに対して腫瘍細胞が適ー 494 ‑応するためにIGFシグナルを要求するサインをみた可能性も示唆さ れる。レセプターも含めたIGFシステムの制御に関してはまだよくわかっていないことが多いが治療実験に関する報告も最近散見されるようになっており、今後ますます注目される 分野と思われる。
【結 語】
Dukes C大腸癌症例においては、原発 巣における細胞膜でのI
GF‑1Rの発現レベルが低い症例で は再発 のり スク 、と く に肝 転移 のり スク が高 いこ とが わか った 。

一 495−

学 位論文審査の要旨
主 査 教 授 秋 田 弘 俊
副 査 教 授 浅 香 正 博
哲副 査 教 授 近 藤

Lowlev
elsofins
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owt
hf
act
ort
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receptor expressionatcancercellmembranepr
edictlivermetastasisinDuke
s'Ch
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nc
olo
rectalcan
cers.
(Dukes C
大腸癌において膜表面のIG
F―1R発現レベルは肝転移と逆相関する）

手 術 可 能 で あ っ た 大腸 癌の 予後 は、 多 くの 場合 、異 時 性転 移、 特に 肝転 移 の有 無に 依存 する こ と が 知 ら れ て お り 、転 移予 測に 基づ ぃ たハ イリ スク 群 の選 定と そう した 症 例に 対す る適 切な 術 後 補 助 化 学 療 法 の 実施 が重 要で ある 。 大腸 癌の 細胞 増 殖、 形質 転換 、ア ポ トー シス の制 御に関 係し てい る 因子 とし て注 目さ れ てい るも のの ー っに Insulin‑like growth factor (IGF)があ る 。 そ の レ セ プ タ ー であ るInsulin‑like growth factor typelreceptor (IGF‑1R)の 過剰 発
現 は 、 い く っ か の 大 腸 癌細 胞株 やヒ ト大 腸 癌組 織中 でも 確 認さ れて いる 。今 回 申請 者ら の研 究グ ル ー プ で は 、 大 腸 癌 に お け る IGF‑1R発 現 レ ベ ル を 免 疫 組 織 化 学 的 に 評価 す るこ とで 予後 予
測 が 可 能 か ど う か に つ い て 、 1992年 7月 か ら 1998年 12月 ま で に 国 立 が ん セ ン タ ー 東 病 院 にて 外 科 的 切 除 術 を 施 行 さ れ 完 全 治 癒 切 除 と な っ た Dukes C大 腸 癌 症 例 161例 を 対 象 と し て 検
討 し た 。 免 疫 染 色 に は 抗 IGF.‑1Rマ ウ ス モ ノ ク ロ ー ナ ル 抗 体 を 用 い 、 IGF‑1Rの 発 現 に つ い ては 、 「 細 胞 膜 の 発 現 だ けを 評価 し、 細胞 質 の染 色は 無視 す る」 とい う方 法で 評 価し た。 IGF‑1R
発現レベルは、観察範囲 内の癌細胞の50％以上が陽性である場合を di
ff:us
e pos
itivepattern 、50％ 未 満 の 場 合 を

focal positive pattern と定 義し た 。IGF‑1R発現 レベ ル と予 後と の関 係を評 価す るに あ たり 再発 形式 を考 慮 し、 対象 を「 無 再発 群」 「肝 臓に再発し た群」「肝臓以外の臓 器 に 再 発 し た 群 」 の 3群 に 分 け て 予 後 検 討 を 行 っ た 。 種 々 の 臨 床 病 理 学 的 因 子 と IGF‑1R発
現 と の 関 係 を 調 べ た と こ ろ 、 癌 の 再 発 、 特 に 肝 臓 へ の 再 発 に 関 し て IGF‑1R発 現が 関わ って いる こ と が わ か っ た 。 そ こ で IGF‑1R発 現 も 含 め 無 再 発 生 存 期 間 に 影 響 を 及ば す 因子 を特 定す る
た め 、 こ れ ら の 臨 床 病 理学 的因 子に つい て 単変 量解 析を 行 った とこ ろ、 腫瘍 の 深達 度・ リン パ管 浸 潤 ・ 脈 管 浸 潤 ． IGF‑1R発 現 が 予 後 に 影 響 を 与 え る 因 子 で あ っ た 。 興味 深 いの は当 初の 予
想 に 反 し て 、 IGF‑1R発 現 が 低 い 症 例 で 肝 転 移 し や す く 、 逆 に 発 現 レ ベ ルの 高 い症 例に おい て
無 再 発 生 存 期 間 が 長 い とい うこ とで あっ た 。単 変量 解析 に て無 再発 生存 期間 に 影響 を与 えた 因‑ 496ー

子に関 して、さらに多変量解析を行ったところIGF‑
1R発現・腫 瘍の深達度・リンパ管浸潤の3っ がそ れぞ れ独 立し て予 後に影響を与える因子であった。また、IGF‑
1R
発 現と他の2つの因子を それぞれ組み合わせた場合、予後予測精度が増し、特に IG
F‑
1R発現とりンパ管浸潤を組 み 合 わ せ て 評 価 し た 場 合 、 術 後 再 発 し な い 症 例 を 抽 出 す る こと が 出 来 た 。
口頭 発表に際し副査の近藤教授より、膜表面の発現に注目し た経緯、IGF中和抗体を用いた実験 系に関する質問、機能的IGF‑1Rの評価に関する質問があった。これに対して申請者は、今回の 検討を行うに先立ち様々な抗体を用いて染色態度を検討 していく中で膜表面の発現レベルに 違いがあることに気づぃたこと、IGF中和抗体はマウスを用いた大腸癌肝転移モデルを用 い て 検 討 し た こ と 、機 能的 IG
F‑1R
を 評価 する 目的 で抗 pIG
F‑lR
抗 体な らび にIGF‑1Rシ
グナル の下流にあるりン酸化Aktに 対する抗pAkt抗体を用いて検討してみたが評価できなかっ たこ とを 回 答し た。 次いで副査の浅香教授よ り、IGFの発現の有無につい て、血中IGF
濃度と肝 転移との関連について、IGF． 1R発現レベルの高い部位 について、胆管上皮でIGF‑1R発現が 高い理由についての質問があった。リガンドであるIGFに関しては今回検討しなかったこと 、血中I
GF濃度と肝転移との 間には相関は見られなかったこと、IGF‑
1R
発現は腫瘍以外には 大腸管腔に面した癌周囲に認められる過形成変化を来し た部位や正常胆管上皮において非常 に高いこと、胆管上皮で発現が高い理由としては胆汁によるストレスなどが関係している可能 性があることを回答した。さらに主査の秋田教授より、 IG
F‑1Rの染色強度の評価、転移巣で のI
GF‑1
R発現の有無、今回の結果を受けてもう一度細胞 株を用いた実験系に立ち返って検討 をする必要があるか、I
GF‑1Rの遺伝子変異や遺伝子増幅 に関する報告はあるのか、という点 にっき資問があった。これに対して申請者は、染色強度との関連はないこと、転移巣では 多く の症 例 でIGF
‑1Rは高発現であり原発巣と の関連性は見いだせなかったこと、IGF‑
1R
発 現と 肝転 移 が逆 相関 した意味合いを知るには I
GF‑1R発現レベルを調節する因子を1つ1つ検討し た上でin vi
troにおける実験を設定していくことが必要 であること、I
GF‑1Rの遺伝子変異や 遺伝子増幅についてはまだ報告がないことを回答した。
本研 究は、免疫組織化学的手法を用いてIG
F‑
1R
発現レベルを 評価する際には膜表面の発現に注目 することが重要であることを初めて示し、さらにIG
F‑
1R発現レベルの評価が予後予測に有用 であることを示した点で高く評価された。
審査 員一同は、これらの成果を高く評価し、大学院課程における研鑽や取得単位なども併せ
申 請者 が博 士（ 医学 ）の 学位 を受 ける のに 充分な 資格 を有 する もの と判 定した。

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