膵癌、子宮内膜癌に対する遺伝子治療法の開発

膵癌、子宮内膜癌に対する遺伝子治療法の開発

著者

堀井 明

腰痛,子宮内膜痕に対する遺伝子治療法の開発

(課題番号10557026)

平成10年度∼平成11年度科学研究費補助金(基盤研究呼)研究成果報告書

平成12年5月

研究代表者  堀井 明

(東北大学大学院医学系研究科教授)

(1 )研究課題および課題番号

腰痛,子宮内膜痛に対する遺伝子治療法の開発

(課題番号10557026)

(2)表題

平成10-11年度科学研究費補助金(基盤研究(B)(2))

(3)研究代表者

堀井  明(東北大学 大学院医学系研究科 教授)

(4)研究分担者

矢嶋  聴(東北大学 大学院医学系研究科 教授)

古川  徹(東北大学 大学院医学系研究科 助手)

坂田 恒昭(塩野義製薬 医科学研究所 主任研究員)

小針 雅男(東北大学 大学院医学系研究科 助教授) (平成10年度のみ)

砂村 真琴(東北大学 医学部附属病院 講師)  (平成11年度のみ)

(5)研究経費

平成10年度  7,700千円 平成11年度  4,700千円 計      12,400千円

(6)研究発表

学会誌等

1) Furukawa, T., Yatsuoka, T., Youssef, E. M., Abe, T., Yokqyama, T., Fukushige,

S., 5beda, E., Hoshi, M., Hayashi, Y., Sunamura, M., Kobari, M., and Horn, A.

Genomic analysis of DUSP6, a dual specificity MAP kinase phosphatase,in

pancreatic cancer. Cytogenet. Cell Genet. 82, 156-159, 1998

2) Fukushige, S., Furukawa, T., Satoh, K., Sunamura, M., Kobari, M., Koizumi,

M.,and Horn, A. Loss of chromosome 18q is an early eventinpancreatic ductal tumorigenesis. Cancer Res. 58, 4222-4226, 1998

3) Yoshinaga, K., Sasan0, H., Furukawa, T., Yamakawa, H., Yuki, M., Sato, S.,

Yaiima, A., and Ho畔, A. The PTEN,且4方, and IGFIIR genes are mutatedin

4) Yamakawa, H., Nagase, S., Yuki, M., Shiwaku, H. 0., Furukawa, T･, Yoshinaga,

K., Soeda, E., Hoshi, M., Hayashi, Y., Sato, S., Ydima, Y･, and Horn･ A･

Identification of a 100-kb region of conlmOn ane止c loss on chromosome bands

lOq25-q26inhuman endometrialcmCer･ Genes Chromosomes Cancer 23,

74-77, 1998

5) Ouymg, H., Furukawa, T., Abe, T., Kato, Y., zmd Horn, A･ The Bmgene, the

promoter of apoptosis, is mutatedingeneticany unstable cancers of the

colorectum, stomach, and endometrium･ Clin° Cancer Res･ 4, 107ト1074･ 1998

6) Kimura, M., Furukawa, T., Abe, T., Yatsuoka, T., Youssef, E･ M･, Yokq押rna･

T., Ouymg, H., Ohnishi, Y., Sunamura, M･, Kobari, M･, Matsuno, S･･and Horii･ A･

Identification of two corrmon regions of anelic lossinchromosome am 12qin

human pancreatic cancer. Cancer Res. 58, 2456-2460, 1998

7) Abe, T., Makin0, N., Furukawa, T., Ouyang, H., Khura, M･, Yatsuoka , T･,

Yokq押rrla, T., Inoue, H., Fukushige, S･, Hoshi, M･, Hayashi, Y･･ Sunamura･ M･･

Kobari, M., Matsuno, S.,and HorR, A. Identification of three commonly deleted

regions on chromosome am 6q in human pancreatic cancer･ Genes

Chromosomes Cancer 25, 60-64, 1999

8) Ham, S., Semba, S., Abe, T., Makin0, N., Furukawa, T･, Fukushige, S･,

Takahashi, H., Sahrada, A., Sato, M., Shuba, K･, Matsuno, S･, Nimura, Y･･

Nakagawara, A.,and Horn, A. Infrequent somatic mutations of the p73 genein

various human cancers. Eur. ∫. Surg. Oncol. 25, 194-198, 1999

9) Yatsuoka, T., Furukawa, T., Abe, T., Yokoyama, T., Sunamura, M･, Kobari, M･,

Matsuno, S., and Horii, A. GenomiCanalysis of the thymine-DNA glycosylase

(TDQ gene on 12q22-q24.1 in human pancreatic ductaladenocarcinoma･ Int･ J･

Panc. 25, 97-102, 1999

10) Lozonschi L., Sunamura M., KobariM., Egawa S., Ding L･, Matsuno S･

controlling tumor angiogenesis and metastasis of C26 murin Colon

adenoはrCinoma by a new matrix metalloproteinaseinhibitor, KB-R7785,intwo

tumor models. Cancer Res. 59, 1252-1258, 1999

ll) Furukawa, T., Youssef, E. M., Yatsuoka, T., Yokoymla, T., Makino, N･, Inoue, H., Fukushige, S., Hoshi, M., Hayashi, Y･, Sunamura, M･, and Horii, A･ Cloning and charact e rizat ion of t he h u man

-2-UDP-N-acetylglucosamine :α- 1 ,31D-mannoside

β11 ,4-N一匂Cety垣lucosaminyltransferase IV-homologue (hGnT-IVrli) gene. J･

Hum. Genet. 44, 397-401, 1999

12) Shinoura, N., Muramatsu, Y., Nishimura, M., Yoshida, Y., Saito, A.,

Yokoyama, T., Furukawa, T., Ho輔, A., Hashimoto, M., Asai, A., Kirin0, T., and Hamada, H. AdenoviruS-mediated trzmsfer of p33ING with p53 drastically

augments apoptosis in gliomas. Cancer Res. 59, 5521-5528, 1999

13) Sakurada, A., Hamada, H., Fukushige, S., Yokoyama, T., Yoshinaga, K.,

Furukawa, T., Sato, S., Yafima, A., Sato, M., Fujimura, S.,and Horii, A.

AdenoviruS-mediated de止very of the PTEN gene inhibits cell growth by

induction of apoptosis in endometrial cancer. Int. J. Oncol. 15, 1069-1074, 1999

14) Ikeda, T,. Yoshinaga, K., Semba, S., Kondo, E., Ohmori, H., and Horn, A.

Mutational analysis of the CTNNBl (β-catenin) gene in human endometrial

Cancer: Frequent mutations at codon 34 that cause nuclear accumulation. Oncol. Rep. 7, 323-326, 2000

15) Saito, A., Furukawa, T., Fukushige, S., Koyama, S., Hoshi, M., Hayashi, Y.,

and Horn, A. p24/INGl-ALTl and p47/INGl-AL72, distinct altemative

transcripts of p33/INGl. ∫. Hum. Genet. in press

16) Ikeda, T., Yoshinaga, K., Suzuki, A., SakLlrada, A., Ohmori, H., and Horn, A.

Anticorresponding mutations of the だRAS and PTEN genes in human

endometrial cancer. Oncol. Rep. in press

17) Semba, S., Ouyang, H., Ham, SrY., Kato, Y., and Horii, A.Analysis of the

candidate target genes for mutationinmicrosateuiteinstabnity-positive cancers

of the colorectum, stomach, and endometrium. Int. ∫. Oncol. 16, 731-737, 2000

18) Yatsuoka, T., Sunamura, M., Furukawa, T., Fukushige, S., Yokoyama, T.,

Inoue, H., Shibuya, K., Takeda, K., Matsuno, S., and Horii, A. Association of poor

prognosis w祉h loss of 12q, 17p, and 18q, and concordant loss of 6q/17p and 12q/18q in human pancreatic ductal adenocarcinoma. Am. ∫. Gastroent. in press

19)堀井 明 ミスマッチ修復の異常と痛 実験医学16,1116-1120,1998

がん治療のあゆみ17, 67-73, 1998 21)堀井 明 ヒト痛とマイクロサテライト不安定性 SurgeryFrontier5,48-54, 1998

22)堀井 明 陣痛の発生･進展に関与する第12番染色体長腕上の癌抑制遺伝子の同

定 臨床成人病29, 1424-1426, 1999

口碑発表

1) U.S.-JapanCooperative cancer research program (1998) Genetic alterationsin human gastrointestinal tumors. Horii, A.

2) Human Gene Mapping -98 (1998) Identification of a 120-kb region of common

ane旺c lossinchromosome bands lOq25-q26 in humanendometrialcancer･ Horn,

A., Y訂nakawa, H., Yuki, M., Sumki, A･, Nagase, S･, Yoshinaga, K･･ Sato･ S･, and

Ya)lima,A.

3) IntemationalAssociation of Pancreatology (1998) Frequent aneuc losses on

chromosome arms 6q and 12qinhumanpancreatic cancer･ Furukawa･ T･･

Kimura, M., Abe, T., Yatsuoka, T･, Yokoyama, T･, Sunamura･ M･･ Kobari･ M･･

Matsuno, S., and Horii, A.

4) Kyoto Smposium of Pancreatic Cancer (1998) Role of mutationsinthe

gatekeepers and caretakersinhumanpancreatic carchogenesis･ Horn･ A･ and Matsuno, S.

5) Asian-Pacific Organization for Cen Biology (1998) Target gatekeeper genesin tumors with defective caretaker genes. Horii, A.

6) Sapporo Cancer Seminar (1999) Genetic alterations of human pancreatic cancer. Horii, A.

7)日本病理学会総会(1998年4月)子宮内膜痛における第10番染色体長腕q25-q26

の約120-kbの共通欠失額域の詳細な解析 堀井明

8)日本病理学会総会(1998年4月)膝臓がんにおける第6, 12番染色体長腕上の共通

欠失領域の詳細な解析 古川徹,掘井明

-4-9)家族性腫癌研究会(1998年6月)各種痕におけるETENl遺伝子の異常 堀井明

10)日本癌学会総会(1998年9-10月)子宮内膜前痛病変における遺伝子異常の解析

吉永浩介,笹野公伸,古川徹,山川洋光,佐藤信二,矢嶋聴,堀井明 ll)日本癌学会(1998年9-10月)大腸癌,胃癌,子宮体癌,腰痛におけるケアティカー の異常とその標的ゲートキーパーの異常の解析 古川徹,阿部忠義,鈴木昭彦,吉永浩 介,堀井明 12)日本癌学会(1998年9-10月)ヒト腰痛における6q21の500-kbの共通欠失領域 の詳細な解析 阿部忠義,牧野直彦,古川徹,福重真一,八岡利昌,砂村真琴,小針雅 男,松野正紀,堀井明

13)日本痛学会(1998年9-10月)豚臓痛における12q21上の共通欠失領域の解析エ

ミール M.ヨセフ,古川徹,八岡利昌,福重真一,砂村真琴,小針雅男,松野正紀,

堀井明

14)日本癌学会(1998年9-10月)子宮内膜痕における10q25-q26の100-kbの共通 欠失領域からの痛抑制遺伝子の同定 山川洋光,結城道広,吉永浩介,佐藤信二,矢嶋 聴,堀井明

15)日本癌学会(1998年9-10月)子宮内膜痕におけるPTENの高頻度の異常 鈴木

昭彦,桜田晃,吉永浩介,大内意明,里見進,堀井明

16)日本痛学会(1998年9-10月)各種がんにおけるp73遺伝子の異常の解析 韓双

印,中川原章,二村好意,阿部忠義,牧野直彦,椎莱健一,松野正紀,堀井明 17)日本人類遺伝学会(1998年10月)子宮内膜痛における10q25-q26の共通欠失領 域からの癌抑制遺伝子の同定 山川洋光,矢嶋聴,堀井明

18)日本人類遺伝学会(1998年10月)勝臓がんで高頻度に欠失している第6番染色体

長腕上のがん抑制遺伝子の検索 古川徹,堀井明

19)日本人類遺伝学会(1998年10月)豚の発がんに関与するがん抑制遺伝子の同定∼

12qにおける我々のアプローチ∼ 八岡利昌,古川徹,堀井明

20)第25回日本医学会総会(1999年4月)発がんにおけるcaretakerと標的 gatekeeperの異常 掘井明

21)第9回サイトメトリー学会(1999年6月)ゲートキール-,ケアテイカ-,ラン

ドスケーパー 堀井明

22)第58回日本癌学会総会(1999年9月)マイクロサテライト不安定性を示す陣痛に

おけるhMSH2およびhMLHlタンパクの発現 近藤恵美子,吉永浩介,仙波秀峰, 加藤洋,堀井明

23)第58回日本痛学会総会(1999年9月)豚がんで高頻度に欠失している第12番染

色体長腕の解析 古川徹,八岡利昌,ヨセフエミール,福重真一,砂村真琴,堀井明 24)第58回日本癌学会総会(1999年9月)Allelicimbalanceを指標とした腰痛の存在 診断および悪性度診断法の検討 八岡利昌,古川徹,福重真一,木村光宏,阿部忠義, 砂村真琴,武田和意,松野正紀,堀井明

25)第44回日本人類遺伝学会総会(1999年11月)勝液中細胞利用による勝腫癌の新

たな遺伝子診断法の開発∼染色体･遺伝子異常を指標とした膝腫癌の個性化の試み∼

八岡利昌,福重真一,古川徹,堀井明

26)第44回日本人類遺伝学会総会(1999年11月)勝臓がんで高頻度に欠失している

6q, 12qからの候補がん抑制遺伝子･新規遺伝子の単離･解析 古川徹,八岡利昌,堀

井明

27)平成11年度がん特定領域研究ミニシンポジウム(2000年1月)古川徹,掘井明

ゲノム解析に基づく勝がんにおける遺伝子異常の同定とその診療への応用

出版物

1) Furukawa, T. and Ho咋, A. Geneticalterationsinhuman pancreatic cancer･ In: W独ui, A., Yamauchi, H.,and Ouchi, K.(eds.), CarcinOma of the pancreas and

bniary tract. Recent underlying problems, pp･ 3115･ Sendai, Japan: Tohoku University Press, 1998 2)掘井 明 遺伝子診断 からだの科学 増刊 がん検診 pp･120-125,1999

3)堀井 明 消化器系腰癌の発がん過程におけるゲートキー什-とケアティカーの異常

艮陵国際シンポジウム講演記録集日中両国における消化器癌の特徴 pp･ 23-34･

1999

-6-(7)研究成果

研究目的

現在,我が国の死亡原因の第一位はがんであり,がんによる死亡者数は増加の一途を

たどっている｡がん診療において,様々な工夫がなされてはいるが,これまでのところ,

あまりめざましい成果は上がっていない｡これまでの研究により,発がんは複数の重要

な遺伝子の異常の蓄積により生じていることが明らかとなってきた｡本研究では,対象

疾患として,日本で患者数が多い消化器がん,中でも治療成練が全く改善されていない,

難治がんとして代表的な腰痛,ならびに近年発生数が急増している子宮内膜痛に焦点を

合わせ,発がんの根底に関わる異常を元にした治療,すなわち遺伝子治療を臨床応用の

立ち上げに向けての基礎的研究を推進する｡

方法,結果,考察

本研究では,現在いくつか試みられている遺伝子治療の中で,がん抑制遺伝子を用い

たものを進めてみた｡本方法による治療において重要な点は,どの遺伝子を用いるかと

いう点である｡腰掛こ関しては,現在, p53を用いた遺伝子治療が多くの研究者達によっ

て試みられているため,我々は,独自にゲノムからのアプローチで解明した遺伝子異常

を元に研究を進めることとした｡これまでに我々は, 6番, 12番染色体双方の長腕上

に共通欠失領域を同定し(発表論文6, 7参照) ,このうち予後不良との相関が見られ

た12q (発表論文18参照)においては候補遺伝子を単離･解析した(発表論文1, 9,

11参照) ｡その内, 12q21に局在するDUSP6遺伝子(リン酸化チロシンを脱リン酸

化する機能を持つ蛋白をコードする)は,いくつかの腰痛細胞株で発現の減弱,あるい

は消失が見られた｡この遺伝子は3個のエクソンから成り,エクソン2を含まない

altemativesp旺Cing (読み枠は変わらない)がある｡このsplicingの比率も,いくつか

の勝癌細胞株において正常膳と比較して大きく変化していた｡この遺伝子の発現異常が

腰痛の発生･進展に何らかの関与がある可能性があるものと考えられ,現在, 12qに欠

矢のある揮痛細胞株に導入し,遺伝子治療に応用が可能であるか否かについて検討を加

えている｡ 腰痛の初期変化として18qの欠矢が見られることが明かとなった(発表論文2参照) ｡ 他方,臓宙の予後不良と18qの欠矢が相関することも明かとなった(発表論文18参照) ｡

本領域における不活性化の標的遺伝子としてSMA工招が考えられたため, SM4の

two-hit変異のある勝癌細胞株正常SM遺伝子を導入し,遺伝子治療への応用の可

能性の有無について検討を加えている｡

子宮内膜痛においては, HEN遺伝子の高頻度異常をこれまでに明らかにしてきたが,

このほかにも10qに別のがん抑制遺伝子が局在し,その異常が初期変化である可能性

を示唆する結果が得られた(発表論文3, 4参照) ｡しかし,現時点ではまだ遺伝子は

単離されていないため, fTEN遺伝子による実験的遺伝子治療を試みた｡ HEN遺伝子

のtwo-hit変異のある子宮内膜痛細胞株にアデノウイルスベクターを用いてPTEN遺

伝子の導入を行ったところ,血vl･tTOでは増殖抑制に成功し,がん細胞はアポトーシス

に陥ったが,ヌードマウスにがん細胞株を移植し,生者の後に正常PTENを投与した

場合,腫癌は増大こそしなかったものの,縮小効果も見られなかった(発表論文13参

照) ｡このことは,血vltTOから血dvoへとつなげるために解決すべき大きな問題点

があることを示している｡尚, LTENの異常はK-msの異常と相補的な関係にある

(発表論文16参照) ,すなわち,発がん過程における役割として同じpathwayで関

わっていることが示唆された｡

遺伝子導入に関し,アポトーシス関連のがん抑制遺伝子の候補を単独で,あるいは他

方の遺伝子と共にがん細胞株に導入し,どのような変化が見られるかについても検討を

加えてみた｡ p33 (発表論文15参照) , p53を神経謬芽腫細胞株に導入する際,それ

ぞれ単独で導入するよりも一緒に導入することにより飛躍的にアポトーシスが誘導され

ることが判明し(発表論文12参照) ,化学療法における多剤併用と同様,あるいはそ

れ以上の効果が遺伝子治療でも見られる可能性が示された｡

まとめ

本研究において,陣痛,子宮内膜掛こおける遺伝子治療のたち上げを目指し,用いる

候補遺伝子の検索もすすめつつ｡実用化を念頭においた基礎研究を行った｡その結果,

良好な結果も得られたが,越えなければならない問題点も種々判明した｡今後は,遺伝

子治療に用いるための有用な遺伝子の選択,ならびに越えなければならない問題点への

アプローチをすすめる必要がある｡

-8-TOUR ： Tohoku University Repository コメント・シート 本報告書収録の学術雑誌等発表論文は本ファイルに登録しておりません。なお、このうち東北大学 在籍の研究者の論文で、かつ、出版社等から著作権の許諾が得られた論文は、個別にTOUR に登録 しております。 TOUR http://ir.library.tohoku.ac.jp/