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SNAIL2 contributes to tumorigenicity and chemotherapy resistance in pancreatic cancer by regulating IGFBP2

Masuo, Kenji 京都大学 DOI:10.14989/doctor.k24136

2022.07.25

概要

膵癌は予後不良であり、その原因とされる高い腫瘍形成能や治療抵抗性には癌幹細胞(Cancer stem cell: CSC)の関与が考えられている。一部の癌種ではCSCの制御において上皮間葉転換誘導転写因子(epithelial-mesenchymal transition-inducing transcription factors: EMT-TFs)が寄与していると報告されているが、膵癌については十分に解明されていない。

　本研究では、まずヒト膵癌培養細胞株11種におけるEMT-TFsの発現レベルを定量的RT-PCR法にて解析した結果、C2H2型ジンクフィンガー転写因子でSNAILスーパーファミリーの１つであるSNAIL2が最も高発現していることが判明した。そこで、SNAIL2膵癌CSCに対する役割を明らかにすることを本研究の目的とした。

　上記の膵癌細胞株の中からスフィア形成アッセイと免疫不全マウスを用いた皮下移植アッセイで腫瘍形成能を有する細胞株を複数種類同定し、その中からKLM1とKMP5を用いることとした。SNAIL2を標的とするshort hairpin RNA(shRNA)の遺伝子導入によってノックダウンした安定クローン(以下shSNAI2)を作成したところ、上記２つのアッセイでいずれも腫瘍形成能が低下することが示された。また、shSNAI2ではflow cytometry解析でCD44(膵癌におけるCSC表面マーカー)陽性の分画が減少しており、加えて細胞増殖アッセイではgemcitabineに対する感受性が上昇していることも明らかになった。さらに、外科的に切除されたヒト膵癌組織から樹立した腫瘍スフェロイド(以下Sph)を用いてshSNAI2を作成して評価したところKLM1、KMP5と同様の結果が認められた。

　そのメカニズムを探るためにKLM1とSphを用いてSNAIL2ノックダウン有無による遺伝子発現変化のマイクロアレイ解析を行ったところ、両検体共にshSNAI2ではEMTと幹細胞分化に関わる遺伝子発現が有意に減少していた。さらにinsulin-like growth factor binding protein(IGFBP)に関連する遺伝子発現が大きく変化していることを見出し、そのファミリーの中でIGFBP2の発現が最も減少していた。

　そこでIGFBP2に着目して解析をすすめた。KLM1を用いたスフィア形成アッセイで抗IGFBP2中和抗体を添加したところ、腫瘍形成能の低下を認めた。次に、SNAIL2とIGFBP2の相関を評価するためshSNAI2に対してSNAIL2とIGFBP2の全長cDNA plasmidをそれぞれ遺伝子導入してCSCの性質が回復するか検討した。SNAIL2またはIGFBP2の強制発現によって、いずれも腫瘍形成能およびgemcitabineに対する治療抵抗性が回復することが明らかになった。このとき、SNAIL2の強制発現によってIGFBP2発現の上昇を認めたが、一方でIGFBP2の強制発現ではSNAIL2発現に変化はなかった。転写因子の機能解析ツールによる検討でIGFBP2遺伝子のプロモーター領域に2か所のSNAIL2結合候補部位が同定され、IGFBP2の発現を直接制御していることが示唆された。すなわち、IGFBP2はSNAIL2によって制御される下流標的でありIGFBP2は新たな治療標的となる可能性が示唆された。

　以上の結果から、本研究によりSNAIL2はIGFBP2の制御によって膵癌の腫瘍形成能および化学療法抵抗性に寄与することが明らかになった。

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