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BEX2は胃がんにおける予後不良因子でありがん幹細胞性を亢進させる

安本, 明浩 東北大学

2023.03.24

概要

胃がんは、世界で 5 番目に多い悪性腫瘍であり、4 番目に死亡者が多い悪性腫瘍で
ある。現在でも、切除不能・再発胃がんに対する化学療法では完治に至ることが困難
である。がんは複数の異なる性格を持つがん細胞で構成されているとされ、そのうち、
抗がん剤や放射線に対しての治療抵抗性を有し腫瘍再構築能をもつ細胞をがん幹細
胞と呼ぶ。しかし、がん幹細胞がその性格をどのように維持しているのかに関して、
詳細な機構は不明である。
BEX2(Brain-expressed X-linked gene 2)は、ヒト X 染色体上の Xq22 に存在し、
約 20 kDa のタンパク質をコードしている。私の所属する研究室では、BEX2 は胆管
がんおよび肝細胞がんにおいて静止期がん幹細胞維持に必要であることを報告した。
しかし、この BEX2 のがん幹細胞維持に関わる機能が他がん種にも適用されるかどう
かは、不明である。そこで私は、同じく腺がんである胃がんに関して、臨床検体およ
びヒト胃がん細胞株を使用して BEX2 の役割を調べた。
まず、胃がんに対して根治手術を施行した 111 症例を解析した。切除胃のがん組織
に対して免疫染色を行った結果、BEX2 が高発現していた胃がんは 69 症例あった。
BEX2 高発現症例は全生存期間・無再発生存期間が短く、BEX2 は胃がんの独立した
予後不良因子であった。 ...

この論文で使われている画像

参考文献

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35

図説明

図 1:BEX2 は胃がんの予後不良因子である

A)胃がん外科的切除標本における代表的な画像。ヘマトキシリン・エオジン染色(左)

および抗 BEX2 抗体を使用した免疫組織染色(右)を示している。スケールバー :

100 μm。

B、C)BEX2 高発現(69 例)および BEX2 低発現(42 例)グループにおける、全生

存期間(B)および無再発生存期間(C)の Kaplan-Meier 分析。P 値は、ログランク

検定を使用して計算した。

D)The Cancer Genome Atlas(TCGA)胃腺癌データセットにおける、BEX2 高発現

(320 例)および BEX2 低発現(83 例)グループの全生存期間に関するカプラン・マ

イヤー分析。P 値は、ログランク検定を使用して計算した。

図 2:ヒト胃がん細胞株におけるがん幹細胞性には BEX2 が必要である

A, B)リアルタイム PCR。ヒト胃がん細胞株を接着またはスフェロイド状態で 5 日間

(GCIY)または 7 日間(MKN1)培養した。細胞を回収して total RNA を抽出した。

C)Gene Expression Omnibus(GSE121803)からのマイクロアレイデータを分析し

た。2 つのマウス系統(CreERT2 および DTR)における、LGR5 高発現、低発現、

および無発現細胞における BEX2 の発現を示している。

36

D,E)BEX2 に対する siRNA をヒト胃がん細胞株に導入し、BEX2 タンパク発現をウ

ェスタンブロットで測定した。

F,G)MTT アッセイにより、スフェア培養下にて 11 日間培養したヒト胃がん細胞株

の細胞数を推定した。

H,I)BEX2 に対する siRNA をヒト胃がん細胞株に導入し、その 2 日後に ALDH 活性

を aldefluor アッセイにて測定した。

J,K)BEX2 に対する siRNA をヒト胃がん細胞株に導入し、その 2 日後に ALDH1A3

の発現をリアルタイム PCR で測定した。

L,M)1 日目と 2 日目に BEX2 に対する siRNA をヒト胃がん細胞株に導入し、示され

た時点で MTT アッセイにより細胞数を推定した。

N,O)BEX2 に対する siRNA をヒト胃がん細胞株に導入し、その 2 日後に細胞を 3

mM のシスプラチンで処理した。7日後、細胞数を MTT アッセイにより測定した。

測定値は 0 mM のシスプラチンで正規化した。

図 3:BEX2 はがん幹細胞性関連遺伝子である CHRNB2 の転写を亢進する

A)BEX2 に対する siRNA をヒト胃がん細胞株に導入し、その 2 日後に全 RNA を抽

出し、マイクロアレイ解析をおこなった。変動する遺伝子を Rank Product 法により

順位付けを行い、各細胞株につき上位 300 個の遺伝子を選択した。GCIY と MKN1 細

胞の両方において選択された遺伝子を、その発現レベルに応じてプロットした。

37

B)TCGA データベースの STAD(胃腺がん)における、BEX2 および CHRNB2 の

mRNA の発現をプロットした。

C,D)CHRNB2 に対する siRNA をヒト胃がん細胞株に導入し、その 2 日後に GCIY

(C)および MKN1(D)細胞において aldefluor アッセイにより ALDH 活性を測定

した。

E)pNL1.1-Neo_CHRNB2prom_3k および p3xFLAG-CMV10_hBEX2 プラスミドを

293T 細胞に導入し、ルシフェラーゼ活性を測定した。EV:p3xFLAG 空ベクター。

図4

A, B) BEX2 に対する siRNA をヒト胃がん細胞株に導入し、FNIP1 タンパク発現

をウェスタンブロットで測定した。

38

図表

表 1.

年齢

性別

腫瘍の位置

腫瘍の大きさ

肉眼型分類

Lauren分類

pT因子

pN因子

pStage

リンパ管侵襲

血管侵襲

HER2

手術アプローチ

胃切除範囲

リンパ節郭清範囲

術後合併症

術後補助化学療法

胃がん根治手術症例 111 例の患者背景

患者背景

平均±標準偏差 (範囲)

<70

≧70

男性

女性

U領域

M領域, L領域

<30mm

≧30mm

0, 1, 2

3, 4, 5

腸型

びまん型

2-4

1-3

2-3

腹腔鏡

開腹

胃全摘

幽門側胃切除 / 噴門側胃切除

D1+

D2

39

BEX2low n=42

BEX2high n=69

P値

65.71±9.69

26

16

29

13

11

31

26

16

34

23

19

30

12

33

31

11

29

13

33

38

28

14

18

24

29

13

35

37

68.13±9.83

37

32

49

20

15

54

31

38

48

21

41

28

39

30

43

26

42

27

42

27

41

28

63

35

34

18

51

38

31

58

11

61

0.3930

0.8260

0.5912

0.0826

0.1854

0.6300

0.1163

0.0739

0.1635

0.3841

0.0617

0.8825

0.1001

0.0672

0.1443

0.9200

0.9606

表 2.

全生存期間と臨床病理学的項目との関連性

項目

年齢

70歳以上 (vs. 70歳未満)

性別

男性 (vs. 女性)

腫瘍位置

U (vs. M, L)

30mm以上 (30mm未満)

腫瘍の大きさ

肉眼型分類

3, 4, 5 (vs. 0, 1, 2)

Lauren分類

びまん型 (vs. 腸型)

pT factor

2 - 4 (vs. 1)

pN factor

1 - 3 (vs. 0)

pStage

2 - 3 (vs. 1)

リンパ管侵襲

1 (vs. 0)

血管侵襲

1 (vs. 0)

HER2

+ (vs. -)

開腹 (vs. 腹腔鏡)

手術アプローチ

胃切除範囲

胃全摘 (vs. 幽門側胃切除, 噴門側胃切除)

リンパ節郭清範囲 D2 (vs. D1+)

術後合併症

+ (vs. -)

術後補助化学療法 + (vs. -)

BEX2

BEX2high (vs.BEX2low)

HR

2.12

2.67

1.79

7.14

9.14

1.46

19.30

8.34

23.45

9.05

7.67

1.13

9.10

1.76

20.23

0.90

2.98

3.85

40

単変量解析

95%CI

0.86-5.18

0.78-9.13

0.72-4.50

2.09-24.39

3.50-23.87

0.61-3.51

4.47-83.31

3.03-22.99

5.43-101.27

3.02-27.11

2.78-21.16

0.26-4.89

2.66-31.08

0.73-4.25

4.69-87.34

0.26-3.06

1.08-8.19

1.13-13.14

P値

0.1008

0.1163

0.2121

0.0017

<0.0001

0.3973

<0.0001

<0.0001

<0.0001

<0.0001

<0.0001

0.8683

0.0004

0.2090

<0.0001

0.8607

0.0348

0.0314

HR

多変量解析

95%CI

P値

2.24

0.78-6.40

0.1317

6.98

2.25

1.57

1.21-40.44

0.66-7.61

0.51-4.85

0.0300

0.1925

0.4305

3.73

1.08-12.87

0.0371

表 3.

年齢

性別

腫瘍位置

腫瘍の大きさ

肉眼型分類

Lauren分類

pT factor

pN factor

pStage

リンパ管侵襲

血管侵襲

HER2

手術アプローチ

胃切除範囲

リンパ節郭清範囲

術後合併症

術後補助化学療法

BEX2

無再発生存期間と臨床病理学的項目との関連性

項目

70歳以上 (vs. 70歳未満)

男性 (vs. 女性)

U (vs. M, L)

30mm以上 (30mm未満)

3, 4, 5 (vs. 0, 1, 2)

びまん型 (vs. 腸型)

2 - 4 (vs. 1)

1 - 3 (vs. 0)

2 - 3 (vs. 1)

1 (vs. 0)

1 (vs. 0)

+ (vs. -)

開腹 (vs. 腹腔鏡)

胃全摘 (vs. 幽門側胃切除, 噴門側胃切除)

D2 (vs. D1+)

+ (vs. -)

+ (vs. -)

BEX2high (vs.BEX2low)

HR

1.62

2.36

1.69

6.61

10.33

1.24

16.15

5.92

19.89

7.11

7.96

1.57

11.86

1.84

14.66

1.00

2.35

4.88

41

単変量解析

95%CI

0.72-3.61

0.81-6.90

0.72-3.95

2.26-19.36

4.26-25.03

0.55-2.76

4.80-54.29

2.53-13.87

5.91-66.92

2.82-17.95

3.15-20.11

0.47-5.26

3.53-39.85

0.82-4.10

4.36-49.25

0.34-2.93

0.88-6.28

1.46-16.38

P値

0.2412

0.1171

0.2248

0.0006

<0.0001

0.6031

<0.0001

<0.0001

<0.0001

<0.0001

<0.0001

0.4660

<0.0001

0.1384

<0.0001

0.9974

0.0900

0.0102

HR

多変量解析

95%CI

P値

2.63

0.98-7.02

0.0543

6.21

1.72

1.66

1.40-27.66

0.61-4.82

0.59-4.71

0.0165

0.3015

0.3367

4.92

1.45-16.69

0.0105

図1

BEX2 は胃がんの予後不良因子である

MCC データセット

42

MCC データセット

図 2 ヒト胃がん細胞株におけるがん幹細胞性には BEX2 が必要である

43

図3

BEX2 はがん幹細胞性関連遺伝子である CHRNB2 の転写を亢進する

44

図4

BEX2 をノックダウンしても FNIP1 の発現は変化しない

45

...

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