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胆管発癌・進展過程におけるKeap1-Nrf2経路の寄与の解明

鍋島 立秀 東北大学

2020.03.25

概要

胆道癌は早期発見が困難であり、非切除例に対する有効治療の欠如のためいまだ予後不良な消化器癌である。「道痛の新規治療開発にはその進展に関わる分子メカニズムの解明が不可欠である。Kelch-like ECH-associated protein 1 (Keap1) - NF-E2-related factor 2 (Nrt2)経路は酸化ストレスにより活性化し、抗酸化遺伝子を含む多くの遺伝子発現を制御することで細胞・臓機能を保護している。同経路は様々な癌で活性化しており、癌進展や治療抵抗性の獲得に寄与することが明らかとなっている。

本検討ではヒト胆道癌手術検体を用いて、一部の症例でNRF2の分解に関わるKEAP1 発現低下がみられることを見出した。肝特異的に変異 K-ras および p53 を発現するマウスにKeapl conditional knockout を付加したモデルマウスを作成し、肥管細胞への分化傾向を示す異型胆管上皮の増生がみられること、一部のマウスでは周囲臓”への浸潤や遠隔転移を来す浸潤痛が形成されることを確認した。Keapl 欠損付加に伴い発現が増加する遺伝子群をマイクロアレイにて抽出したところ、Nrf2 の代表的な標的遺伝子である NAD(P)H quinone dehydrogenase 1 (Ngol) や Glutathione S-transterase mu 1 (Gstml)に加え、胆管分化に関わる転写因子、Sox4 および Sox9の増加が判明した。免疫染色では Sox9 陽性を示す異型胆管上皮の増生が確認され、Keapl-NrP2 経路の活性化による Sox9 誘導が発癌促進に寄与していると考えられた。ヒト肥管痛組織においても KEAPI 陰性・NQO1陽性を示す群ではKEAP1 陽性・NQ01会性群より有意に SOx9 発現が高率であった。

さらに、Keap1 欠損によるNr2 活性化が他の消化器癌モデルにおいても発痛促進効果を有しているかを明らかにするため、膵特異的な変異 K-ras および p53 発現により浸潤性膵癌を生じるKPC マウスへ Keapl conditional knockout を付加して検討した。膵痛モデルマウスでは膵特異的な Keapl 欠損と変異 K-ras 発現によって膵実質の著明な変性脱落が進行し、吸収不良により致死的となることが明らかになった。膵においては既報で KPC マウスへのNrt2 ノックアウト付加が痛進展を抑制することが報告されているが、Keapl欠損による持続的なNrr2 活性化は必ずしも癌進展を促進しないとの結果であった。

本研究により、胆管癌では Keapl の機能喪失による Nr2 活性化が他の癌遺伝子・癌抑制遺伝子の変異と協調して癌進展に寄与している可能性が示された。Nrr2 活性化の程度や下流の標的遺伝子発現レベルによる予後予測は困難であったが、抗癌剤への感受性や進展形式との関連、新規薬剤スクリーニングへの応用など今後の検討につながる知見であると考えられる。また、膵痛モデルマウスでの解析結果から Keap-Nrr2 経路のもつ context-specific な作用について、臓器横断的に評価する必要性も示唆された。薬剤の全身投与によるNr2 経路への介入に際してはこのような観点からの知見集積が望まれる。

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