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IDENTIFICATION OF GENES ASSOCIATED WITH LYMPH NODE METASTASIS OF ESOPHAGEAL SQUAMOUS CELL CARCINOMA BY MICROARRAY ANALYSIS

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頭 頸 部 腫 瘍30(1)53-60,2004

マ イ ク ロ ア レイ解 析 に よる食 道 癌

リ ンパ節 転 移 関連 因子 の検 索

猫協医科大学病理学(人 体分子)

論 文要 旨 ヌ ー ドマ ウス に て転 移 能 を有 さ ない ヒ ト食 道 扁 平 上皮 癌 細 胞T.Tnを,in vitroで ク ロ ー ニ ン グ を行 い, 遊 走 能,細 胞-細 胞 間接 着 能,細 胞-基 質 間接 着 能 の 高 い 亜株 を分 離 した。 次 に,ヌ ー ドマ ウ ス 同 所 性 移 植 モ デ ル を用 い て,そ れ ら亜 株 の 中 か ら リ ンパ 節 へ の転 移 能 を有 す る細 胞T.Tn-AT1を 分 離 した 。 さ らに,親 株 T.Tnと 転 移 株T.Tn-AT1を 用 い,マ イ ク ロ ア レイ解 析 に て リ ンパ 節 転 移 関 連 因子 の 同定 を試 み た 。 マ イ ク

ロ ア レイ解 析 は30merの ヒ トオ リ ゴ ヌ ク レオ チ ドを9,206個 ス ポ ッ ト して い るCodeLinkTM Bioarrayを 用 い て行 っ た 。 両 細 胞 間 で 発 現 が2倍 以 上 異 な る もの は114個 で,T.Tn-AT1細 胞 にお い て発 現 が低 下 して

い る遺 伝 子(86個,75.4%)が 多 く見 ら れ た 。発 現 が異 な る 遺伝 子 の う ち機 能 が わ か って い る もの の多 くは, 炎 症 細 胞 や 癌 細 胞 の 接 着,遊 走,増 殖,分 化 な どに 関与 す る もの で あ った 。

Key words:食 道 扁 平 上 皮 癌(squamous cell carcinoma of esophagus),転 移(metastasis), 同 所 性 移 植(orthotopic inoculation),マ イ ク ロ ア レ イ(microarray)

諸 言 食 道 は上 部 消 化 管 に属 す る管 状臓 器 で,そ の 粘 膜 は重 層 扁 平 上 皮 で 覆 わ れ て お り,そ こに 発 生 す る悪 性 腫 瘍 の ほ と ん ど は扁 平 上 皮 癌 で あ る 。 食 道 癌 は 他 の 消 化 器 癌 (胃癌,大 腸 癌)と は早 期 癌 の 定 義 が 異 な り,リ ンパ 節 転 移 の 有 無 が 早 期 癌 の 定 義 の重 要 な 因子 に な っ て い る。 す なわ ち食 道 癌 は 表在 癌(粘 膜 内癌,粘 膜 下層 浸潤 癌) で も高 頻 度 に リ ンパ 節 転 移 を 認 め,リ ンパ 節 転 移 の 有 無 が 生 命 予 後 に 関連 して い る1)。この よ う に 食 道 癌 は 消 化 管 癌 の 一 つ と して扱 わ れ て い る が,そ の生 物 学 的特 性 は む しろ 頭 頸 部 癌 と類 似 して い る 。 現 在 まで の 多 くの研 究 で,食 道 癌 の リ ンパ 節 転 移 に 関 す る臨 床 病 理 学 的 因子 の解 析,あ る い は食 道 癌 リ ンパ節 転移 を制 御 す る 因子 の 同定 が試 み ら れ て い るが,未 だ確 定 的 な 因 子 は 同定 さ れ て い な い 。 本 研 究 で は,転 移 能 を 有 さ な い ヒ ト食 道 癌 細 胞 株 T.Tnよ りin vitroで 接 着 能,遊 走 能 の 異 な る 亜 株 を 分 離 した 。 次 に,そ れ ら亜 株 の転 移 能 を,最 近 我 々が 構 築 した ヌ ー ドマ ウス 同所 性 移 植 モ デ ル2)を用 い て検 索 し, 高転 移 株 を分 離 した 。 さ らに,親 株 と転 移 株 の 遺 伝 子 発 現 の 差 をマ イ ク ロ ア レ イ に て解 析 し,食 道 扁 平 上 皮 癌 の リ ンパ 節 転 移 に 関与 す る遺 伝 子 候 補 を検 索 した 。 実 験材 料 な らび に 実 験 方 法 (1)細 胞 実 験 に は,胸 部 食 道 原発 の 中分 化 扁 平 上 皮 癌 よ り分 離 樹 立 さ れ た ヒ ト食 道 扁 平 上 皮 癌 細 胞 株 で あ るT.Tn細 胞3)を用 い た 。T.Tn細 胞 の 生 物 学 的 な 特 性 は 既 に 報 告 して い る4)。T.Tn細 胞 のin vitroで の 細 胞 倍 化 時 間 は 23.5時 間 と短 く,非 常 に高 い 増 殖 能 を示 した 。p53は 免 疫 染 色 にて 核 に異 常 集 積 し,exon 6(codon 213)に one point mutationを 認 め,転 写 因 子 と して の 機 能 を失 って い る。 β-cateninのexon 3に 変 異 は 認 め ず, Western blottingに て 軽 度 の 発 現 を認 め,免 疫 染 色 に て わ ず か な細 胞 膜 へ の 染 色 を示 した 。 ま た,TCFプ ロ モ ー ター を用 い た 転 写 解 析 の 結 果,wnt-APC-TCF経 路 の 恒 常 的 な活 性 化 は見 ら れ な い こ と を確 認 し て い る (表 原,川 又,未 発 表 デ ー タ)。 さ ら に,E-cadherinの 発 現 は軽 度 で,Gelatinaseの 発 現 は 低 く,そ の イ ン ヒ ビ タ ーTIMP1,TIMP2は 高 い 発 現 が 認 め ら れ る 。 T.Tn細 胞 の腫 瘍 原性 に 関 して は,7×106個 で ヌ ー ドマ ウ ス背 部皮 下 に移 植 して も腫 瘍 を形 成 しな い が,再 構 成 基 底 膜 成 分 で あ るMatrigelと 混 和 して 移 植 す る と腫 瘍 を形 成 す る 。 しか しな が ら,リ ンパ 節,遠 隔臓 器 に転 移 は認 め られ な か っ た 。 ま た,5×104個 のT.Tn細 胞 を ヌ ー ドマ ウ ス の尾 静 脈 か ら注 入 した場 合 も,肺 を含 む い ず れ の臓 器 に も腫 瘍 は形 成 され なか っ た 。 T.Tn細 胞 の培 養 に は10%(容 量/容 量)牛 胎 児 血 清 (Sigma, St. Louis, MO),100μg/mlス トレ プ トマ

別 刷 請 求 先:〒321-0293

栃 木 県 下 都 賀 郡 壬 生 町 北 小 林880 猫 協 医 科 大 学 病 理 学(人 体 分 子) 川 又 均

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イ シ ン,100U/mlペ ニ シ リ ン(Life Technologies, Inc., Gaitherburg, MD),0.25μg/mlア ン ホ テ リ シ ンB(Life Technologies, Inc.)を 含 む ダ ル ベ ッ コ 改 変 イ ー グ ル 最 小 必 須 培 地(ニ ッ ス イ,東 京)と F-12(Life Technologies, Inc.)培 地 の 混 合 培 養 液 (1:1)を 用 い,空 気 中 に5%の 割 合 で 炭 酸 ガ ス を 含 む 培 養 器 内 で37℃ に て 培 養 を 行 っ た 。

(2) in vitroに お け る 遊 走 能 の 高 い 細 胞 亜 株 の 分 離 T.Tn細 胞 の 細 胞 浮 遊 液 をinvasion chamber (Falcon; Becton Dickinson Labware, Franklin Lakes, NJ)のupper chamber(底 面 に8μmの poreを 持 つ)に 植 え 込 み,72時 間 培 養 後,こ のpore を す りぬ け てlower chamberに 移 動 し,さ ら に 底 面 に 付 着 し 増 殖 を 始 め た 細 胞 を 回 収 し た 。 そ の 細 胞 の 細 胞 浮 遊 液 を,新 し いinvasion chamberのupper chamberに 植 え 込 み,同 様 の 処 理 を5回 繰 り返 し,遊 走 能 の 高 い 細 胞 群 を 分 離 し た(図1A)。 さ ら に 限 界 希 釈 法 に て 細 胞 を ク ロ ー ン 化 し,各 ク ロ ー ン を 遊 走 能 の 高 い 亜 株 と し た 。 (3) in vitroに お け る 細 胞-基 質 間 お よ び 細 胞-細 胞 間 接 着 能 の 高 い 細 胞 亜 株 の 分 離

Type I collagen(2.5mg/cm2; Falcon; Becton Dickinson Labware)でcoatingし た6ウ エ ル マ イ ク ロ プ レ ー ト(Falcon; Becton Dickinson Labware) にT.Tn細 胞(7.5×104個)を 植 え 込 み,直 後 に60 rpmで10分 間 震 盪 し,非 接 着 細 胞 を 除 去 し た 。10日 間 培 養 後 に,増 殖 し た 細 胞 をtrypsin(0.05%)な ら び にEDTA(0.53mM)で5分 間 処 理 す る こ と に よ り 回 収 し,新 し いType I collagenでcoatingし た プ レ ー ト に 細 胞 を植 え 込 ん だ 。 直 後 に60rpmで2分 間 震 盪 し, 非 接 着 細 胞 を 除 去 し た 。 以 後,同 様 の 操 作 を3回 繰 り返 し,基 質(Type I collagen)と の 接 着 能 力 の 高 い 細 胞 群 を 得 た(図2A)。 続 い て,得 ら れ た 細 胞 を100mm 径 プ ラ ス チ ッ ク ペ ト リ 皿(Falcon; Becton Dickin-son Labware)に 植 え 込 み,細 胞 がconfluentな 状 態 に な る ま で 培 養 後,trypsin(0.05%)な ら び にEDTA (0.53mM)で20分 間 処 理 を 行 な い,培 養 皿 か ら は が れ た 浮 遊 細 胞 を 除 去 し た 。 同 様 の 操 作 を3回 繰 り返 し, 細 胞-基 質 間 お よ び 細 胞-細 胞 間 接 着 能 の 高 い 細 胞 群 を 得 た(図2B)。 さ ら に,そ れ ら の 細 胞 群 を 限 界 希 釈 法 に て ク ロ ー ン化 を行 い,亜 株 を 得 た 。 (4)ヌ ー ドマ ウ ス に お け る 亜 株 の 腫 瘍 原 性 ・転 移 能 の 検 索 親 株T.Tnお よ びin vitroで 得 ら れ た 種 々 の 亜 株 の 腫 瘍 原 性 ・転 移 能 を,ヌ ー ドマ ウ ス を 用 い て 検 討 した 。 ま ず,各 細 胞(1×107個)を ヌ ー ド マ ウ ス 背 部 皮 下 に 移 植 し,そ の 腫 瘍 原 生,浸 潤 能,転 移 能 が 明 ら か に 親 株 と異 な る亜 株 を ス ク リー ニ ング した 。 次 に,転 移 能 の変 化 を 同所 性 移 植 モ デ ル2)で確 認 した 。 ヌ ー ドマ ウ ス を ネ ン ブ タ ー ル(30-50mg/kg)で 麻 酔 後,腹 壁 正 中 を切 開 し,肝 を脱 転 し,胃 を展 開 す る と食 道 下 部 が 確 認 で き る 。 胃 の前 壁 を小 切 開 し,そ こか ら シ リ ン ジ を挿 入 し, 食 道 の 内腔 側 か ら粘 膜 下 に細 胞(1×106個)を 移 植 し た 。移 植 後,ヌ ー ドマ ウ ス の状 態 を観 察 しなが ら,4-13 週 間後 に屠 殺 し,食 道,胃,肺,肝 臓,脾 臓,腎 臓,腹 膜 お よ び リ ンパ 節(縦 隔 な らび に腹 腔 内)を 摘 出 した 。 摘 出臓 器 は10%ホ ル マ リ ン に て24時 間 固 定 し,ヘ マ トキ シ リン ・エ オ ジ ン染 色 に て 組 織 像 を観 察 した 。 (5)マ イ ク ロ ア レイ解 析 親 株T.Tnな らび に転 移 能 を有 す る亜 株 か らISOGEN (日本 ジ ー ン,富 山)を 用 い,modified acid-guanidi-nium-thiocyanate-phenol-chloroform(AGPC)法 に てtotalRNAを 抽 出 した 。 そ れ ぞ れ の 細 胞 よ り抽 出 したRNAを 鋳 型 と し,ラ ン ダ ム プ ラ イ マ ー と逆 転 写 酵 素 に てcDNAを 合 成 し,マ イ ク ロ ア レ イ 解 析 用 の プ ロ ー ブ と した。 マ イ ク ロ ア レイ 解 析 は30merの ヒ トオ リ ゴ ヌ ク レ オ チ ド を9,206個 ス ポ ッ ト し て い る CodeLinkTMのBioarray(Motorola, Anaheim, CA)を 用 い て行 っ た 。 マ イ ク ロ ア レイ 解 析 に て 得 ら れ た遺 伝 子 の詳 細 はNCBI遺 伝 子 ・文 献 デ ー タ ー ベ ー ス に て検 索 し,報 告 さ れ て い る機 能 に 従 っ て 分 類 した。 結 果 (1) in vitroに お け る遊 走 能,細 胞-基 質 間 お よ び 細 胞-細 胞 間接 着 能 の高 い亜 株 の 分 離 invasion chamberを 用 い た 方 法 で 遊 走 能 の 高 い 細 胞 亜 株(T.Tn-Mgr)が 分 離 で き た 。 な お, in vasion chamberのupper chamberのfilterをMatrigelで coatingし,基 底 膜 を破 壊 しな が らの 遊 走 能(浸 潤 能) の高 い 細 胞 の分 離 も試 み た が,親 株T.Tn細 胞 は浸 潤 能 が 弱 く,24-72時 間 で は,全 く細 胞 がlower chamber に移 動 せ ず,そ れ以 上 の観 察 で はMatrigelが 崩 壊 し て しま うた め,高 浸 潤 亜 株 の分 離 は で きな か っ た 。 一 方 ,親 株T.Tn細 胞 はType I collagenに 対 す る 接 着 能 は 高 く,10分 間 の 接 着 処 理 で は 多 く の 細 胞 が Type I collagenに 接 着 を示 した 。 しか し な が ら,60 rpmの 震 盪 で 処 理 時 間 を2分 間 に す る と,ご くわ ず か な細 胞 が 接 着 す る のみ と な っ た 。 通 常 の細 胞 の 継 代 に使 用 す る 濃 度 の カ ル シ ウ ム キ レ ー ト剤EDTA(0.53 mM)と 蛋 白分 解 酵 素trypsin(0.01%)は,細 胞 一細 胞 間 の 接 着 あ る い は細 胞 基 質 問 の 接 着 を 破 壊 す る 。 T.Tn細 胞 は通 常2分 間 程 度 で,ほ と ん どす べ て の 細 胞 がsingle cellに な るが,ク ロ ー ニ ン グ の 結 果20分 の 処 理 で も細 胞-細 胞 間の 接 着,細 胞-基 質 間 の接 着 が 保 た

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図1 A: in vitroに お け る 遊 走 能 の 高 い細 胞 亜 株 の 分 離 B: in vitroに お け る 細 胞-基 質 問 お よび細 胞-細 胞 間接 着 能 の 高 い細 胞 亜 株 の 分 離 れ て い る 亜 株 が 分 離 で き た。 そ れ ら の細 胞 はT.Tn-AT と命 名 し,通 常 の 継 代 はtrypsinの 濃 度 を0.2%に す る こ とに よ り,細 胞 に与 え る傷 害 を最 小 限 に し,継 代 培 養 した 。 T.Tn-Mgrク ロ ー ン もT.Tn-ATク ロ ー ン も単 層 培 養 に お け る細 胞 の 形 態 は親 株 細 胞 と比 較 して差 は な く, 細 胞 増 殖 能 の 変 化 も見 られ なか った(デ ー タ ー は示 して い な い)。 (2) T.Tn-MgrとT.Tn-ATの ヌ ー ドマ ウ ス で の 腫 瘍 原性 と転 移 能 T.Tn-Mgrあ る い はT.Tn-ATよ りそ れ ぞ れ3ク ロー ンを 選 別 し,ヌ ー ドマ ウ ス背 部 皮 下 で の腫 瘍 原性 を 評価 した 。T.Tn-ATク ロ ー ンはMatrigelな しで も腫 瘍 を 形 成 し,親 株 よ り大 きな腫 瘍 を形 成 した 。 さ らに,1部 の動 物 で は,肺 胞 内 の毛 細 血 管 に腫 瘍 塞 栓 を認 め た 。 一 方,T.Tn-Mgrク ロ ー ンの 腫 瘍 原 性 は 親 株 の そ れ と 変 わ らず,浸 潤 能 ・転 移 能 の 亢 進 も見 られ なか っ た 。 そ こ で,T.Tn-ATク ロ ー ンの 一 つ で あ るT.Tn-AT1の 腫

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表1  ヌ ー ドマ ウ ス 同 所 性 移 植 で のT-Tn細 胞,T.Tn-AT1細 胞 の 腫 瘍 原 性 と 転 移 能

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瘍 原 性,浸 潤 ・転 移 能 を 同所 性 移 植 モ デ ル にて評価 した。 親 株T.Tn細 胞 は 同所 性 移 植 で は 食 道 粘 膜 下 に微 小 な 腫 瘍 を形 成 す る の み で あ り,リ ンパ 節 お よ び遠 隔臓 器 に は転 移 を認 め なか っ た(表1)。 一 方,T.Tn-AT1細 胞 は,食 道 壁 全 層 にお よぶ 腫 瘍 を形 成 し,リ ンパ 管 な らび に血 管 侵 襲,腹 膜 播 種 が 観 察 され た 。 さ ら に一 部 の マ ウ ス で は リ ンパ 節 転 移 を認 め た(表1)。 肺 を 含 む 遠 隔 臓 器 転 移 は,観 察 期 間 内で は 明 らか で は なか った(表1)。 (3)マ イ ク ロ ア レ イ解 析 T.Tn細 胞 とT.Tn.AT1細 胞 の 遺 伝 子 発 現 の 差 を マ イ ク ロ ア レ イ にて 解 析 した。両細 胞 は基本 的 に同 じク ロー ンで あ るた め,マ イ ク ロ ア レ イ に よ る遺伝 子 発 現 の プ ロ フ ァイ ル は極 め て 類 似 して いた 。 しか しな が ら,そ の 生 物 学 的 特 性 の 違 い を反 映 してか,一 部 に 発現 の 異 な る 遺 伝 子 が 存在 した(表2,表3)。 これ らの 遺伝 子 の 中 で, 発 現 が2倍 以 上 異 な る もの は114個 で,T.Tn-AT1細 胞 にお い て 発 現 が 低 下 。 も し くは 発 現 が 消 失 して い る 遺 伝 子 の 割合 が 多 く(86個,75.4%),発 現 が 充 進 し て い る 遺伝 子 は28個(24.6%)で あ っ た(表2)。 マ イ ク ロ ァ レイ で得 られ た114個 の 遺伝 子 をデ ー ター ベ ー ス に て 検 索 す る と,そ の 機 能 が 部 分 的 に で も解 析 され てお り, 遺伝 子 に名 前 が つ け られ て い る ク ロ ー ンが83個(73%), 名 前 が つ い て い な い ク ロ ー ンが31個(27%)存 在 した 。 機 能 が わ か っ て い る 遺伝 子 の多 くは,増 殖,分 化,細 胞 死 あ る い は 炎症 細 胞 や癌 細胞 の接 着 ・遊 走 に 関与 す る も の で あ っ た(表2,表3)。 考 察 in vitroで 遊 走 能 が 高 い こ と を 指 標 に 分 離 さ れ た T.Tn-Mgrは ヌ ー ドマ ウ ス に て 浸 潤 ・転 移 能 は 充 進 し て い な か っ た 。転 移 過 程 は腫 瘍 細 胞 と宿 主 と の多 くの相 互 作 用 か ら成 り立 っ てお り,腫 瘍 細 胞 にお け るあ る特 定 の能 力 だ け が突 出 してい て も,転 移 形 成 に はつ なが ら な い こ とを示 して い る 。一 方,細 胞 一基 質 問,細 胞 一細 胞 間 の接 着 力 の 高 いT.Tn-AT1が 転 移 能 を示 した。 一 般 に, 接 着 力 の喪 失 が 浸 潤 ・転 移 能 の獲 得 につ なが る と考 え ら れ て い るが,腫 瘍 発 生 過 程(Carcinogenesis)の 初 期 に はそ うで あ るが,既 に腫 瘍 化 してい る細 胞 に とって は, 細 胞 間 で接 着 し細 胞 塊 を形 成 し,基 質 へ の 接 着 力 が 高 い 方 が 転 移 形 成 に と っ て は有 利 な場 合 が 多 い 。 特 に,異 所 環 境 で 宿 主 の免 疫 細 胞 な どか らの 攻 撃 を受 け た 時,あ る い は異 所 環 境 で 腫 瘍 細 胞 が 増 殖 で き る環 境(足 場)を 整 え る と きは,細 胞 間 の接 着 あ るい は基 質 へ の 接 着 力 の 高 さ は有 利 に働 くと考 え ら れ る。 近 年 マ イ ク ロ ア レ イ解 析 に よ り,各 種 腫 瘍 組織 の 遺伝 子 発 現 プ ロ フ ァイ リ ング が 可 能 にな っ て きて お 軌 ヒ ト 食 道 癌 組 織 にお い て もす で にい くつ か の報 告 が され て い る5-9)。本 来 の マ イ ク ロ ア レ イ 解 析 に よ る 遺 伝 子 発 現 の プ ロ フ ァイ リ ング は 個 々 の 遺 伝 子 の 発 現 に と らわ れ る の で は な く,全 遺伝 子 の 発 現 パ タ ー ン を認 識 し,腫 瘍 の 特 性 を識 別 す る こ と に意 味 が あ る 。 しか しなが ら,遺 伝 子 発 現 の パ ター ン を比 較 す る た め に は,全 遺 伝 子 産物 の発 現量 を知 る 必 要 が あ る 。 ヒ トの 全 遺 伝 子 産 物 は約20万 個 あ る と考 え られ て お り,そ れ ら全 遺 伝 子 を乗 せ た 解析 用 の ツ ー ル(DNAチ ップ あ る い は ア レ イ ス ラ イ ド)が 開発 され,デ ー タ分 析 用機 器 が 発 達 す れ ば,現 在 ヘ マ ト キ シ リ ン ・エ オ ジ ン染 色 で 病 変 の 組 織 像 を観 察 して い る の と同 じ よ うに 遺伝 子発 現 パ タ ー ンで 組 織 を`観 察'す る こ とが可 能 に な る と考 え られ る 。 そ の 場 合,個 々 の 遺 伝 子 の特 徴 は 問題 に せ ず,発 現 パ タ ー ンで の み組 織 の特 性(異 常 か正 常 か?あ る い は 異 常 で あ れ ばそ の質 は?) の評 価 が可 能 に な ろ う。 そ の一 方 で,本 研 究 に応 用 した よ う に,マ イ ク ロ ア レ イ解 析 は,2つ 以上 の特 性 の 異 な る サ ン プル 間 で 発 現 量 に差 の あ る遺 伝 子 を ス ク リー ニ ン グ す る,つ ま り個 々 の 遺 伝 子 の機 能 に こ だ わ り,特 性 の 差 を 説 明 し う る遺 伝 子 を拾 い上 げ る解 析 に も応 用 可 能 で あ る 。 従 来Northern blotting,定 量 性RT-PCR, subtraction screening, differential displayな どの 方 法 で 行 わ れ て い た検 索 を,極 め て短 時 間 で,比 較 的正 確 に,大 量 に 解析 す る こ とが 可 能 で あ り,ス ク リー ニ ング と して は 理 想 的 な方 法 で あ る 。 こ の場 合,比 較 す る サ ン プ ル 間 の 遺伝 子 発 現 プ ロ フ ァ イ ル は,異 な る特 性 以外 は 可 能 な 限 り類 似 してい る方 が,そ の 解 析 結 果 の解 釈 が 容 易 に な る 。今 回 の 検 討 で は親 株 に対 して,転 移 株 で は 遺 伝 子 発 現 が 下 が った も の が75%以 上 で あ り,転 移 能 の 獲 得 に は,遺 伝 子 発 現 のgain(転 移 促 進 遺 伝 子 の発 現 獲 得)よ りloss(転 移 抑 制 遺 伝 子 の 発 現 消 失 ない し低 下)の ほ うが重 要 で あ る と理 解 で き る。 この こ と は,発 癌 の プ ロ セ ス(癌 遺 伝 子 の 活 性 化 よ りも む しろ癌 抑 制 遺 伝 子 の 不 活 化 の ほ うが 重 要)と 類 似 して い る と考 え ら れ た 。 マ イ ク ロ ア レ イ解 析 は,発 現 ば か りか 遺 伝 子 変 異 の 解 析 も可 能 で あ る。 限 られ た 領 域 で あ れ ば,翻 訳 領 域,あ るい は プ ロモ ー ター な どの 変 異 も簡 便 に検 索 で きる 。 本 研 究 で 得 られ た 。 食 道 癌 リ ンパ 節 転 移 に 関与 す る可 能 性 の あ る候 補 遺 伝 子 は,そ の発 現 量 を ヒ ト食 道癌 組織 で 検 索 し,リ ンパ 節 転 移 との 関 連 を 有 す る か否 か を検 討 す る必 要 が あ る。 あ るい は,培 養 細 胞 で そ の発 現 量 を人 為 的 に 変化 させ,浸 潤 ・転 移 能 に直 接 的 に 関与 して い る か 否 か の検 索 を進 め る必 要 が あ る 。 こ の よ う に,マ イ ク ロ ア レ イ に よ る 遺 伝 子 解 析 (gemonics)は,そ の 解析 手 段 の 特 徴 を 知 っ た 上 で, 既 存 の技 術(genetics)と 組 み 合 わせ る こ と に よ り,癌 研 究 に極 め て有 用 な 情 報 を もた ら して くれ る と考 え られ

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る。

参 考 文 献

1) Yamada T. Alpers DH. et al : Text book of Gastroenterology, Esophageal neoplasm. 1278 - 303, 1999, Lippincott Williams & Wikins, Philadelphia. 2) Furihata T. Sakai T. et al : A new in vivo model for

studying invasion and metastasis of esophageal squamous cell carcinoma. Int J Oncol 19 : 903-907, 2001.

3) Takahashi K. Kanazawa H. et al : A case of eso-phageal carcinoma metastatic to the mandible and characterization of two cell lines (T.T and T.Tn) established from the oral tumor. Jpn J Oral Maxillofac Surg 36 : 307-316, 1990.

4) Sakai T. Furihata T. et al : Molecular and genetic characterization of a non-metastatic human esophag-eal cancer cell line, T.Tn expressing non-functional mutated p53. Int J Oncol 21: 547-552, 2002. 5) Lu J. Liu Z. et al : Gene expression profile changes in

initiation and progression of squamous cell carcinoma

of esophagus. Int J Cancer 91: 288-294, 2001. 6) Hu YC. Lam KY. et al : Identification of

differen-tially expressed genes in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) by cDNA expression array: overexpression of Fra-1, Neogenin, Id-1, and CDC25B genes in ESCC. Clin Cancer Res 7 : 2213-2221, 2001.

7) Hu YC. Lam KY. et al: Profiling of differentially expressed cancer-related genes in esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) using human cancer cDNA arrays : overexpression of oncogene MET correlates with tumor differentiation in ESCC. Clin Cancer Res 7 : 3519-3525, 2001.

8) Kan T. Shimada Y. et al : Gene expression profiling in human esophageal cancers using cDNA microarray. Biochem Biophys Res Commun 286 : 792-801, 2001. 9) Kihara C. Tsunoda T. et al : Prediction of sensitivity of esophageal tumors to adjuvant chemotherapy by cDNA microarray analysis of gene-expression profiles. Cancer Res 61: 6474-6479, 2001.

(8)

Head and Neck Cancer

30(1) 53-60,

2004

IDENTIFICATION

OF GENES ASSOCIATED

WITH LYINAPH

NODE METASTASIS

OF ESOPHAGEAL

SQUAMOUS

CELL CARCINOMA

BY MICROARRAY

ANALYSIS

Hitoshi KAWAMATA, Fumie OMOTEHARA, and Takahiro FUJIIMORI

Department of Surgical and Molecular Pathology, Dokkyo

University School of Medicine, 880 Kita-kobayashi,

Mibu, Shimo-Tsuga, Tochigi, 321-0293, Japan

We isolated a metastasizing human esophageal squamous cell carcinoma cell

line, T.Tn-AT1

from a parental non-metastasizing cell line, T.Tn. Firstly, T.Tn-AT1 was isolated

by in vitro

selection, in which the cells with high cell-substrate and cell-cell adhesion

were obtained.

Subsequently, their metastasizing potential in vivo was confirmed by a nude

mouse orthotopic

inoculation model. We compared the expression profile of 9,206 genes between

T.Tn-AT1 and

T.Tn by microarray analysis.

The gene expression profiles of T.Tn and T.Tn-AT1

were very

similar, and only 114 genes showed more than two fold differential expression.

In the 114 genes,

86 genes were down-regulated in T.Tn-AT1 cells, and only 28 genes were up-regulated

in T.Tn-AT1

cells. Most of the identified genes encoded the proteins associated with metastatic

processes,

such as adhesion, migration, inflammation, proliferation, and differentiation.

参照

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