「様式３－A」

課題番号 25

肺癌の浸潤・転移におけるペリオスチンの関与の解明［１］組織代表者：佐藤 賢一（宮城県立がんセンター研究所）
対応者：岡田 克典（東北大学加齢医学研究科）
分担者：岡崎 敏昌(宮城県立がんセンター研究所）
研究費：物件費 1０万円 旅費 ０円［２］研究経過
研究背景・目的
肺癌は現在本邦で男性の癌死第１位、女性でも第２位に挙げられ、男女計で第１位の疾患であり、いまだ増加傾向にある。全体の５年生存率は 44%とされているが、IA 期が 79％と良好であるのに対し、IIA 期が 47％、IIIA 期が 29％、IV 期が 6％と進行に伴い大きな差が生まれる。早期発見できれば良好な治療成績が期待できる反面、大部分は進行した状態で発見されその治療成績は芳しくないというのが現状である。
近年、癌の浸潤・転移に細胞外マトリックス(ECM)タンパクであるペリオスチン(PN)が関与することが報告されている。PN は当初、骨芽細胞に特異的に発現する遺伝子 OSF-2 としてクローニングされ、後に細胞接着に関与することからペリオスチンと改名された。PN は ECM を構成する細胞、特に線維芽細胞などから分泌される。PN は癌だけでなく炎症や組織リモデリング、線維化などに関与していると多数報告されており、気管支喘息や肺線維症などの肺疾患にも関連している。肺癌においても間質における発現が予後不良と関連していることが示唆されている。しかし、PN が肺癌の進展にどのように関与しているかといった詳細な検討は未だない。本研究は肺癌の浸潤・転移への PN の関与を明らかにして、肺癌に対する治療標的になるか検討することを目的とする。
研究打ち合わせ等の開催状況
加齢研呼吸器外科学 岡田教授とは定期的な会議を持ち研究方針の打ち合わせを行った。加えて随時メールを用いて方針の討議を行い、研究を推進した。
分担者の岡崎特任研究員とは同施設内で、密接に連絡を取り合った。
［３］成果（３－１）研究成果
１．肺癌における PN 発現
肺がん手術症例を、検体の免疫染色により PN高発現と低発現に分類したところ、PN の発現は性別、喫煙歴、腫瘍径、病理学的 N 因子、胸膜浸潤、脈管侵襲と関連があった。低発現群は高発現群よりも予後が良く(図 1)、進行がんであっても低発現群は比較的予後良好であった。
Cox比例ハザードモデルでの多変量解析では病理学的 T 因子、病理学的 N 因子および PN 発現が独立した予後因子であった。
PN 発現は肺癌の予後因子であったので、次に肺がんにおいて機能性を有するかを検討した。

図 1 PN 発現による生存率(Oncotarget (in press)より改変)
２．肺癌における in vivo での PN 機能の解析
肺癌におけるPN の機能を検討するために、
PN
ノックアウトマウス及びコントロールマウスに Ex3LL を用いてマウスの左大腿に原発巣を作成し肺転移を起こさせる同系移植モデルを作成した。
ノックアウトマウスにおいてEx3LLは原発巣・肺転移巣の双方において腫瘍増殖が抑えられた。転移の個数には差を認めなかった。
またPN の有無でがん細胞が生着しやすいかを確かめるため、Ex3LL の尾静注による投与を行ったが、肺転移の個数に差を認めなかった。
３．In vitro での PN 機能の解析
線維芽細胞株に Ex3LL の培養上清を加えるとPN の発現が上昇することが確認された。
PPN+/+線維芽細胞または PN-/-線維芽細胞とEx3LL を共培養すると、PN+/+線維芽細胞群の方が Ex3LL の増殖が認められた。Ex3LL にリコンビナント PN による刺激を加えると、増殖能と浸潤能がともに亢進した。またリコンビナ
ント PN による刺激では Ex3LL の ERK のリン酸化が促進された。そこでマウス検体のリン酸化 ERK の免疫組織染色を行った。ペリオスチン+/+マウスの原発巣ではリン酸化 ERK が腫瘍辺縁部で発現しており、間質のペリオスチン陽性領域が近接していることが確認されたが、ペリオスチン-/-マウスの原発巣ではリン酸化ERK の発現が弱かった。これらの結果から
Ex3LL 細胞におけるペリオスチンの主な下流シグナルが ERK であることが示された。
これらの結果から、PN は肺癌に進展に関わっていることが示唆され、肺癌の進展を阻害するための標的分子としての有望性が示された。
（Oncotarget (in press)）＜今後の展望＞
肺癌において PN は ERK を介して腫瘍促進作用を発揮したが、ERK の上流である Ras やRaf、MEK と PN が直接関わるという報告はまだない。PN の接着分子である Integrin を介したシグナル伝達の 1 つに FAK→Ras→Raf→MEK→ERK の報告があり、これが PN の下流シグナルの 1 つである可能性があるので、今後はどのシグナル蛋白に作用するかを同定する予定である。
またPN の阻害薬が開発されているので肺癌進展の抑制が得られるかを in vitro、in vivo の両面から進めていき、PN が実際に治療標的になりうるかを確認する予定である。
（３－２）波及効果と発展性など
本共同研究は，申請者が積極的に他研究室との討論・機器利用を行うきっかけとなり、研究交流の展開に大きく寄与した。肺癌の予後因子となりうるPN の機能を解析したことは、標的薬の開発において重要な手がかりとなると考えられた。
［４］成果資料

学会発表（１）Toshimasa Okazaki, Keiichi Tamai, RieShibuya, Mao Nakamura, Mai Mochizuki,
Kazunori Yamaguchi, Kennichi SatohPeriostin promotes tumor progression in
non-small cell lung cancer.
ポスター, 第 76 回日本癌学会学術総会, 2017.9
発表論文[1] T. Okazaki, K. Tamai, R. Shibuya, M.
Nakamura, M. Mochizuki, K. Yamaguchi, J. Abe,S. Takahashi, I. Sato, A. Kudo, Y. Okada, K. Satoh,
Periostin is a negative prognostic factor andpromotes cancer cell proliferation in non-small
cell lung cancer, Oncotarget in press[2] M. Yokoyama, N. Tanuma, R. Shibuya, T.
Shiroki, M. Abue, K. Yamamoto, K. Miura, K.
Yamaguchi, I. Sato, K. Tamai, K. Satoh, Pyruvatekinase type M2 contributes to the development ofpancreatic ductal adenocarcinoma by regulating
the production of metabolites and reactive oxygenspecies, Int J Oncol (52) 881-891, 2018[3] T. Shiroki, M. Yokoyama, N. Tanuma, R.
Maejima, K. Tamai, K. Yamaguchi, T. Oikawa, T.
Noguchi, K. Miura, T. Fujiya, H. Shima, I. Sato, N.
Murata-Kamiya, M. Hatakeyama, K. Iijima, T.
Shimosegawa, K. Satoh, The enhanced
expression of PKM2 is involved in the gastriccancer development via regulating cancer specificmetabolism, Cancer Sci, 2017[4] K. Nasu, K. Yamaguchi, T. Takanashi, K.
Tamai, I. Sato, S. Ine, O. Sasaki, K. Satoh, N.
Tanaka, Y. Tanaka, T. Fukushima, H. Harigae, K.
Sugamura, Crucial role of carbonic anhydrase IX
in tumorigenicity of xenotransplanted adult T-cellleukemia-derived cells, Cancer Sci (108) 435-443,
2017[5] H. Katayama, K. Tamai, R. Shibuya, M.
Nakamura, M. Mochizuki, K. Yamaguchi, S.
Kawamura, T. Tochigi, I. Sato, T. Okanishi, K.
Sakurai, W. Fujibuchi, Y. Arai, K. Satoh, Long
non-coding RNA HOTAIR promotes cell
migration by upregulating insulin growth
factor-binding protein 2 in renal cell carcinoma,Sci Rep (7) 12016, 2017