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学位論文題名 DRD2/DARPP―32 Expression Correlates withLymph Node INtIetastasis and Tumor ProgressionlnPatients with Esophageal Squamous Cell Carcinoma

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Academic year: 2021

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(1)

博 士 ( 医 学 ) 李    栗

     学位論文題名

    DRD2/DARPP ― 32 Expression Correlates with Lymph Node INtIetastasis and Tumor Progressionln Patients with Esophageal Squamous Cell Carcinoma

(食道扁平上皮癌症例におけるDRD2/DARPP ―32 遺伝子の発現は      り ン パ 節 転 移 及 び 腫 瘍 の 進 行 度 と 相 関 す る )

学位論文内容の要旨

     【緒言】

   食道癌は、予後が極めて不良な疾患である。外科的技術と術中管理の進歩により、生存率が改善された ものの、全症例の 5 年生存率は、50% 未満にとどまっている。

   近年、腫瘍細胞の遊走性はドーパミン、ノルエピネフリン等の神経伝達物質によって誘導されることが 報告された。神経伝達物質が直接遺伝子発現を制御し、遊走能を増大させることによって、腫瘍細胞の転 移能が誘導される。

   ドーパミンは、消化器における主要な神経伝達物質である。ドーパミンレセプター(DR) を活性化させ ることによって 、遺伝子発現を制御している。DR には5 種類のサブタイプ(DRDl‑DRD5) があり、すべて のサブタイプは 七回膜貫通型タンパクであり、三量体GIP 結合タンパク質に属する。ドーパミンがDR を 介した、複数の 経路で DARPP‑32 のりン酸化を制御することが知られている。たとえば、DRD1 が活性化 されることによって、 cAMP 濃度が増大する。すると、プロテインキナーゼA (PKA )が活´陸化され、チ ロシン 34 がりン 酸化された DARPP132 がプロテインホスファターゼ 1 任 P ‐1 )を強く抑制する。DRD2 の 活性化は、二通りの機序でりン酸化されたD ´6 心P 一32 を減少させる:一っは、アデニリルシクラーゼを抑 制し、 cAMP 濃度 を減少させるところで、H 強 の漕陸を減少し、DARPP132 のりン酸化を減少させる;他 は、細胞内(ニa2 十を増加させて、カルシニュリンを活性化し、D 甜卿‐32 のチロシン34 を脱リン酸化させ る。

   血Vitr0 における研究では、腫瘍細胞の増殖がドーパミンによって直接抑制されことが示された。近年、

血漿ドーパミン濃度が、健常のボランティアと比較して、肺恩陸腫瘍では有意に高値であることが判明さ れた。また、DR の発現は多くの他の悪´陸瞳瘍で、例えば胃癌、大腸癌、乳がん、悪性黒色腫や下垂体腫 瘍 など で見 られ てい る。 本研 究 では122 例の食 道扁平上皮癌( ESCC )に於けるDRD1 , DRD2 の発現と DARPP132 の発現の相関、また、これらと症例の予後および臨床病理学的因子との相関を、免疫組織化学 的手法を用いて検討した。

     【対象と方法】

1989 年から 1999 年までに北海道大学病院第2 外科およぴその関連病院において外科的に切除された、遠 隔転陟のない、術前未治療の ESCC 症例122 例を対象とした。ホルマリン固定パラフイン包埋組織より4 ロ m 厚の薄切切片を 作製し、これ用いて免壊孫B 織染色を行った。

‑ 531

(2)

  薄 切切 片、 キシ レン を 用い て脱 パラ フイ ン 化し 、エ タノ ー ルを 段階希釈した溶液を通し て水和させた。

抗 原 賦活 のた め120℃ で12min処理 し、 内因 性 ′ル レオ キシ ダ ーゼ に対しては、0.3%過酸化 水素で30分間処 理 し た 。PBSで 希 釈 し たrabbit抗‑DRDl (1:500希 釈,Calbiocheq324390) と 抗‐ 班u)2(1:450希釈 , 曲emi∞nInternationdkIc.Temecula, (A,AB1558) ポ リ ク ロ ー ナ ル 抗 体 を 一 次 抗 体 と し て 用 い 、 4℃ に て 一 晩 反 応 さ せ た 。 洗 浄 後 、 二 次 抗 体 を 反 応 さ せ 、n狃 とDABH202を 用 い て 発 色 さ せ た。 核染 色 と し てへ マト キシ リン を 用い た。 同一 切片 に 存在 する 神経 節 細胞 を陽性対照とした。染色 強度の判定は、

陽性 対照を参考にして、陽は+ )と陰´f生(うに分類した 。症例は、DRD1とDRD2の発現 を基にして、以下の 4っの群に分類された:DRD1脚2(+ /十)、DRD1/DRD2(小)、DRD1/DRD2(・・/+)とDRD1ゆ耐)2(一/一)。

同様 に、他の群分けとして、DRD1凪ARPP‐32(+/+)、DRD1凪ARPPう2(小)、DRD1凪AR即一32(―/+)、

DRDl/DARPP−32(ナ)とDRD2/DARPP.32(十/十)、DRD2皿) ARPP.32(十/l)、DRD2皿) ARPPー32(‐/十)と DRD加)Am)P・32(./.)と 分類された。以上の分類に従って、臨床病理学的因子との相関を統計学的に解析 分 類 さ れ た 。 以 上 の 分 類 に 従 っ て 、 臨 床 病 理 学 的 因 子 と の 相 関 を 統 計 学 的 に 解 析 し た 。   統 計 用 ソ フ ト ウ エ アStatview5.0を 用 い 、DRの 発 現 と 組 織 病 理学 的因 子 との 相関 をぞ 検 定も しく は 聡herの直 接法 瑚 噺. した 累積 生 存率 は、Kapl孤.Meier法によ って求め、統計学的有意性はlog.rank法で 検 定 した 。単 変量 ・多 変 量あ 晰は (k比例 ハザ ード モ デル を用 いた 。P値がO●05未 満を 有 意差有りと定義 した。

    【結果】

  染 色 は 、 他 の 報 告 と 同 様 に 腫 瘍 細 胞の 細胞 膜 と細 胞質 に認 め られ た。122例の うち 、DRD1の陽 性症 例 は63例 ;DRD2の 陽 陸 例 は60例 で あ っ た 。DRD1の 発 現 と 分 化 度 と の 問 に 有 意 な 相 関 を 認 め た 。DRD2 の 発 現 と 病 理 病 期 、N因 子 と 間 に 有 意な 相関 を認 めた 。DRD1とDRD2と の発 現 に正 相関 が認 め られ たが 、 DRD1およぴDRD2の発現とn气心 P‐32との発現に|瓣目関が認めなかった。

  DRD1ゆA触)P‐32の組合せで群分けした場合、(十′+)/(・/十)群と(小)/(壬)群では、p・N、pIT、およ び腫 瘍径に著しい差が見られた 。同様に、DIm1ゆRD2の組み 合わせで(十/十)/(・/十)群と(小)/(チ)

群では、p・N、p・T、病理病期と腫窃径に差が見られ也

  同 様 にDRD飢 )ARPP‐32( 小 ) 群 は 病 理 病 期 、pN、pT、 腫 瘍 径 に 有 意 な 相 関 を 認 め た 。 同 様 に 、 DRD1圧)ARPP‐32(→./+)および(十/‐)群は病理病期、pT丶pN、腫瘍径に有意な相関を認めた。DRD1/DRD2

( り ) お よび は) 群 は病 理病 期、pNに有 意な 相関 を認 め た。DRD2ゆAm,P‐32(+/I)群 は他 の3つの 群 と 比 較し て、 有意 に予 後 不良 であ った 。多 変 量解 析で の検 討 では 、DRD加 )ARPP‐32は 独 立予後因子では なか った。DRD1ゆARPP‐32の( →・/+)と(小)グループ は他の2つのグループと比べ て、有意的に予後良 好であった。

    【考 察】

  神 経伝 達物 質が 接着 能 、遊 走能 、白 血球 の 帰巣 能を 制御 す ることが知られている。近年 では、神経伝達 物 質 はDR、p2‑adrenoceptors或いは ニューロキニン―1レセプタ ーの活J陸化を通して、腫瘍 細胞の遊走能を 増 大 さ せ る こ と が 報 告 さ れ た 。DARPP−32は 、ド ーパ ミ ン情 報伝 達に 関 する 重要 な役 割を 演 じて いる 。 DARPP‑32は 、DRの 活 | 陸 化 を 介 し て 、MAPKとCREBの り ン 酸 化 を 制 御 し て い る 。DARPP‑32ノ ッ ク ア ウ ト マ ウ ス に お い て は 、MAPKとCREBの り ン 酸 化 レ ベ ル が 亢 進 し て お り 、DRsを 介 し た 、MAPK、CREB リ ン 酸 化 が 誘 導 さ れ な い 。DRDVDRD2の 発 現 と 予 後 に は 相 関 が な か っ た こ と か ら 、ESCC患 者 に てDRD1 ま た はDRD2の 過 剰 発 現 の み で は 予 後 を 予 測 で き な い こ と が 示 唆 さ れ た 。DRD1、DRD2とDARPP‑32の 発 現 の 相 関 関 係 か ら 見 る と 、DRD1とDRD2の 発 現 機 序 が 類 似 し て い る 一 方 で 、DRとDARPP‑32の 発 現 機 序 は全 く異 なっ てい る と考 えら れる 。

  神 経 系 で は 、DRD2/DARPP‑32/PP‑1経 路 に よ っ て 、DRD2が 活 性 化 さ れ た 場 合 、CREB発 現 が 低 下 し 、 増 殖 が低 下す る。 この こ とか ら、 当初 、DRD2/DARPP‑32(−/ +)群は予後不良であると仮 説を立てた。し か し 、 本 研 究 で は 逆 に 、DRD2/DARPP‑32(+ /. )群 が 他の 群と 比較 し て、 有意 に予 後不 良 であ った 。

‑ 532

(3)

DRD2/DARPP‑32/PP‑1 経路がESCC では正常に機能していない可飽陸が示唆された。また、同じ病期にお ける症例間で全ての DRD2/DARPP‑32 組み合わせを比較検討したが、有意な差が認められたかった。全て DRDl/DARPP‑32 群の解 析から 、 ESCC におけ る予後 への影響 はDRD1 では なく、DARI )P‑32 に依存する ことが判明した。同様に、DRDl/DRD2 の組合せにおいても、DRD2 に依存して有意差が認められている。

DRDl/DARPP‑32 ま たは DRDl/DRD2 で は 、 DRD1 の 相 加 作用 は 認 めな か っ た 。 DRDl/DRD2 の 染 色が原 発部 分よりむ しろ浸 潤部分に 強かっ たことか ら DRDl/DRD2 が腫瘍の 浸潤に 相関する可能性がある。

DRD2/DARPP‑32 (ヰ) 群が他の群と比べて、病理病期、 pN に有意な相関を認めたことからESCC では、

DRD2¥/DARPP‑32 の 発 現 が り ン パ 節 転 移 と 腫 瘍 進 行 度 の 指 漂 に な る か も し れ な い 。   DRs の生物学的機能が癌において、未だ不明な点が多く、更なる研究が必要である。結論として、本研 究は、 DRD2/DARPP‑32 の発現がりンパ節輯陟と腫瘍進行度と関係しており、DRD2/DARPP‑32 発現がESCC 患者にて予後予測因子になる司 1 詣陸が示唆された。

533 ‑

(4)

学 位 論 文 審 査 の 要 旨

     学位論文題名

    DRD2/DARPP ― 32 Expression Correlates with Lymph Node Metastasis and Tumor Progresslonln PatientSWithESOphagealSquamouSCellCarCinoma    (食道扁平上皮癌症例におけるDRD2/DARPP ―32 遺伝子の発現は      り ン パ 節 転 移 及 ぴ 腫 瘍 の 進 行 度 と 相 関 す る )

   ドーパミン、ノルエピネフリン等の神経伝達物質は腫瘍細胞の遊走性を誘導する。ドーパ ミン は、 消化器 にお ける 主要 な神 経伝 達物 質であり、ドーパミンレセプター (DR) を活性化 させ るこ とによ って 、遺 伝子 発現 を制 御し ている。 DR ファミリーにはDRD1 からDRD5 まで、

5 つ の サ ブ タ イ プの 存在 が知 られ てい る。 本研 究で は122 例の 食道 扁平 上皮 癌(ESCC) に 於 ける DRD1 ,DRD2 の発現とDARPP −32 の発現の相関、またこれらと症例の予後およぴ臨床病理 学的因子との相関を、免疫組織化学的手法を用いて検討した。

   北 海道 大学病 院第 2 外科およびその関連病院において外科的に切除された、遠隔転移のな い、 術前 未治療 の ESCC 症例122 例を対象とした。パラフィン包埋切片を、キシレンを用いて 脱パラフアン化し、エタノールを段階希釈した溶液を通して溶解させた後、抗原賦活し、内 因性 ベル オキシ ダー ゼを ブロ ック した 。抗 ‑DRD1 または抗‑DRD2 ウナギポリクローナル抗体 を一次抗体として用いた後、二次抗体処理し、それぞれDAB とDAB H02 を用いて発色させた。

核染色にはへマトキシリンを用いた。同一切片に存在する神経節細胞を陽性対照とした。染 色強度の判定は、陽性対照を参考にして、陽性(十)と陰性(→に分類した。症例は、遺伝子の 発現 を基 にして 、 4 つの群に分類された。分類に従って、臨床病理学的因子との相関を統計 学的 に解 析した 。統 計用 ソフ トウ エア Statview5 .0 を用い解析を行った。P 値が0 .05 未満 を有意差有りと定義した。

   染 色は 、腫瘍 細胞の細胞膜と細胞質に認められ、 122 例のうち、DRD1 の陽性症例は63 例、

DRD2 の陽 性例は 60 例 であ った 。DRD1 の 発現 と分化度との間に有意な相関を認め、DRD2 の発 現と 病理 病期ゝ N 因子と間に有意な相関を認めた。DRD1 とDRD2 との発現に正相関が認められ たが、DRDl またはDRD2 の発現とDARPP 一32 との発現には相関を認めたかった。DRD2 /I ) ARPP −32

(十/ →群とそうでない群を分けて検討した場合、病理病期、pN 、pT 、腫瘍径と有意な相関を 認めた。また、DRD2/DARPP −32 (十/―)群はそうでない群と比較して、有意に予後不良であっ た。

寛 俊

雅 弘

村 田

今 秋

授 授

教 教

査 査

主 副

(5)

  DARPP −32 は、ドーパミン情報伝達に関する重要栓役割を演じており、DR の活性化を介して、

MAPK と CREB の り ン 酸 化を 制御 して いる 。ESCC 患 者にお いて DRD1 また はDRD2 の 発現 と予 後 に は相 関が なかっ たこ とか ら、 DRD1 また はDRD2 の 過剰発現のみでは予後を予測できないこ と が示 唆さ れた。 DRD1 、DRD2 とDARPP ―32 の発現の相関関係から見ると、DRD1 とDRD2 の発現 機 序が 類似 してい る一 方で、DR とDARPP ―32 の発現機序は全く異なっていると考えられる。

MAPK とCREB の活性化を抑制すると考えられるDRD2/DARPP ―32 (+1 −)群が他の群と比較して 有意に予後不良であることから、DRD2/DARPP −32/PP −1 経路がESCC では正常に機能していぬ い可能性が示唆された。DRD2/DARPP −32 の発現がりンパ節転移および腫瘍進行度と相関して お り、 その 発現が ESCC 患者 にて 予後 予測 因子 にな る可能性が示唆された。本研究が、今後 ESCC に お け る DR/DARPP ― 32 遺 伝 子 の 研 究 に お い て 大 い に 役 立 っ こ と が 期 待 さ れる 。    口頭発表において、副査秋田弘俊教授より、食道癌におけるDRD2 遺伝子の陽性細胞発現率、

腫瘍の陽性判定基準、DARPP 一32 のりン酸化特異抗体による検討の有無、今後の研究の展望に

ついて質問があった。続いて副査近藤哲教授より、過去におけるDARPP −32 と癌の予後に関連

する報告、他の研究で使用している抗体や手法との差異、本研究で予想と反対の結果が得ら

れた理由について質問があった。最後に主査今村雅寛教授より、神経で働く分子が癌で発現

し た理 由、 食道癌 にお いてDARPP −32 の発現していない腫瘍では元来DRD2 が機能していない

可能性のあることについて質問があったが、いずれの質問に対しても、申請者は主旨をよく

理 解 し 自 ら の 研 究 デ ー タ と 文 献 的 考 察 を 混 じ え て 適 切 に 回 答 し 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 と 判 定 し た 。

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学位授与番号 学位授与年月日 氏名 学位論文題目. 医博甲第1367号