CD44高発現口腔扁平上皮癌細胞におけるamoeboid-to-mesenchymal transitionの制御機構

概要

学位論文の全文要約

CD44 高発現口腔扁平上皮癌細胞における
amoeboid-to-mesenchymal transition の制御機構

横山

翔

広島大学大学院医歯薬保健学研究科
博士課程

医歯薬学専攻

2020 年度
主指導教員：加藤
（医系科学研究科

功一 教授
生体材料学）

癌組織において癌特異的な幹細胞が存在し, 腫瘍の再発や転移に深く関与すると考えられて
いる. 我々はこれまで, 幹細胞形質を有する CD44 高発現口腔扁平上皮癌細胞が細胞外基質や足
場の弾性率の変化により, 線維芽細胞様形態やアメーバ様形態に変化することを明らかとした.
しかしながら, このアメーバ様形態を示す CD44 高発現口腔扁平上皮癌細胞（amoeboid-like
CD44high 口腔癌細胞）の生物学的性状や, amoeboid-to-mesenchymal transition (AMT)の制御
機構については未だ解明されていない. そのため, ラミニン 332 をコーティングしたシリコン
ゲルを用いて, amoeboid-like CD44high 口腔癌細胞を培養し検討を行った.
Cofilin-1 は amoeboid-like CD44high OM-1 細胞の細胞質および核内に発現を認め, TGF-β1 存
在下で, Cofilin-1 タンパク質のリン酸化レベルは増加した. また, Cofilin-1 siRNA ノックダウン
に よ り , amoeboid-like CD44high OM-1 細 胞 の 浸 潤 能 は 有 意 に 減 少 し た . TGF-β1 に よ る
amoeboid-like CD44high OM-1 細胞への影響を検討した結果, TGF-β1 存在下で N-cadherin およ
び Snail mRNA 発現は有意に増加した. また, TGF-β1 によって増加した N-cadherin および

Snail mRNA 発現は, TGF-β receptor inhibitor によって有意に減少した. さらに, TGF-β1 によ
り amoeboid-like CD44high 口腔癌細胞は線維芽細胞様形態に変化し, AMT が誘導された. TGFβ1 による ERK1/2 のリン酸化への影響を検討した結果, TGF-β1 存在下で amoeboid-like
CD44high OM-1 細胞の ERK1/2 のリン酸化は有意に増加した. また, TGF-β1 により増加した N-

cadherin および Snail mRNA 発現は, ERK1/2 siRNA ノックダウンにより有意に減少した. さ
らに, マイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析の結果, TGF-β1 存在下で, miR-422a は
control と比較して約 0.22 倍の発現減少を示した. miR-422a と AMT の関係について検討した
ところ, TGF-β1 により抑制された miR-422a の発現は, ERK inhibitor の添加により有意に増加
した. また, miR-422a のノックダウンにより, amoeboid-like CD44high OM-1 細胞における N-

cadherin および Snail mRNA の発現は有意に増加した. さらに, miR-422a のノックダウンお
よび Cofilin-1 siRNA ノックダウンを行ったところ, amoeboid-like CD44high OM-1 細胞の形態
は線維芽細胞様形態に変化した. amoeboid-like CD44high OM-1 細胞における抗癌剤抵抗性につ
いても検討を行った結果, amoeboid-like CD44high OM-1 細胞は, mesenchymal-like CD44high
OM-1 細胞と比較して, 5-fluorouracil, cisplatin, docetaxel により誘導されるアポトーシスに対
して高い抵抗性を示した. さらに, amoeboid-like CD44high OM-1 細胞におけるアポトーシス抵
抗性には, miR-224-5p による Pannexin-1 発現の抑制が関与していることが明らかとなった.
本研究の結果から, TGF-β1 は Cofilin-1 のリン酸化に関与し, さらに TGF-β1 は ERK1/2 の活
性化を介して miR-422a の発現を抑制することにより, amoeboid-like CD44high 口腔癌細胞の
AMT を誘導することを明らかとした. さらに, amoeboid-like CD44high 口腔癌細胞におけるア
ポトーシス抵抗性には, miR-224-5p による PANX-1 発現抑制が関与することが示唆された.
CD44high 口腔癌細胞は, 周囲の微小環境, すなわち細胞外基質やその硬さ, サイトカインなど
の液性因子により, 線維芽細胞様形態やアメーバ様形態に変化することが可能であり, この表
現型の可塑性が , 癌幹細胞形質の重要な特徴のひとつと考え られた. また, amoeboid-like
CD44high 口腔癌細胞は, 口腔扁平上皮癌の浸潤・転移, 抗がん剤抵抗性などに関与している可能

性が示唆された.