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Loss of pancreatic E-cadherin causes pancreatitis-like changes and contributes to carcinogenesis

金田 義弘 横浜市立大学

2020.03.25

概要

1. 序論
E-カドヘリン（Cdh1）は, 構造的恒常性の維持に必要とされる重要な接着分子である（Halbleib and Nelson, 2006）. E-カドヘリンの欠失は, 胃癌や乳癌など様々な癌種でその病態に関係する因子とされている（Oliveira C et al., 2015）. 膵癌においても不良な予後や化学療法に対する耐性に寄与するとされ, その役割を理解することは重要である. しかし,膵臓における E-カドヘリンの役割は未だ十分解明されていない. 今回我々は, 膵臓における E-カドヘリンの生理学的および病理学的役割を検討した.

2. 実験材料と方法
膵特異的プロモーターであるPtf1a の下でCdh1 を欠失させるPtf1a-Cre; Cdh1f/f マウスを作成し（PC マウス）, 膵臓における E-カドヘリンの生理学的役割を検討した. さらに, これらのマウスを LSL-KrasG12D/+ マウスと交配し（PKC マウス）, Kras 変異を発現したマウスで, E-カドヘリンの病理学的役割を調べた. Ptf1a-cre の存在下に赤色蛍光タンパク質（tdTomato）を発現するレポーターマウスも作成し検討を加えた. また, タモキシフェン誘導システム（Ptf1a-CreERT モデル）も作成し, 成体での E-カドヘリンの役割を検討した.これらのモデルからオルガノイドを作成し, lenti-virus を用いて形質導入および培養し, それぞれの特徴を解析した. オルガノイドから樹立された細胞株を用いて, wound healing assay や invasion assay を行った. また, それぞれの細胞で皮下・同所移植や肝転移モデルを作成し、形態的変化を比較した. PKC から樹立した細胞とその細胞に E-カドヘリンを戻したPKC+C から樹立した細胞を用いて, 相補的DNA マイクロアレイ分析による遺伝子発現を調べた. 変化を認めた Hdac1 に着目し, HDAC 阻害剤を用いた proliferation assay を行い, E-カドヘリンとの関係を検討した.

3. 結果
PC マウスはいずれも 28 日以上生存しなかった. 生後 6 日程度で腺房から導管への化生（acinar-to-ductal metaplasia：ADM）を認めた. PC マウスでは血清アミラーゼレベルの上昇を認め, 組織の mRNA では炎症性サイトカインやケモカインの上昇を認めた. また,炎症細胞を示唆するCD45 陽性細胞の増加も認めており, 膵炎様変化をきたしていた. PKCマウスはすべて 10 日以内に死亡した. ADM のみならず, 膵臓における前癌病変である膵上皮内腫瘍性病変（Pancreatic intraepithelial neoplasia：PanIN）も出現した. また, 間質の増生を伴う腫瘍形成を示唆する所見も観察された. レポーターマウスを用いてその変化が Kras 変異と E-カドヘリンの欠失によるものであることを確認した. PKC マウスの組織 mRNA では癌幹細胞マーカーとされるCd44 やCd133 の上昇を認め, Klf4 やKlf5 もmRNAや免疫染色でも増加していた. PKC オルガノイドから確立された細胞は, 遊走能および侵襲能の増加を示し, 皮下・同所移植および肝転移モデルでの移植腫瘍は低分化な組織型を示した. PKC オルガノイドでは細胞質および核にβ-カテニンが移行していた. また, Cdh1 を PKC に戻した PKC+C と比較し, PKC 細胞で c-Myc や Axin1, Lef1 が上昇しており, wntシグナル伝達の活性化を示唆する所見を認めた. Ptf1a-CreERT モデルでも, Kras 変異と E-カドヘリンの欠失によりPanIN が形成された. このモデルでも同様にCd44 やKlf5, c-Mycの上昇を認めた. PKC 遺伝子発現解析により, Hdac1 が PKC 細胞で上昇しており, HDAC阻害剤が PKC+C 細胞の増殖抑制割合と比較し, PKC 細胞でより増殖を抑制したことが示された.

4. 考察
生理的条件下では, E-カドヘリンの欠失は膵炎様の変化をもたらした. 生後 6 日で血清アミラーゼの上昇を認めていたが, その後, 組織のアミラーゼ陽性細胞が減少するとともに血清アミラーゼは低下し, CD45 陽性細胞や炎症性サイトカインやケモカインの上昇を認めていた. これは E-カドヘリンの欠失により, 構造的恒常性が破綻し, 腺房細胞に存在していたアミラーゼが放出され, 膵炎様変化を呈しながら膵機能不全を起こしたと考えられた. Cleaved caspase-3 陽性細胞の上昇も認め, 機能不全細胞に細胞死が起こることで生存できなくなることが示唆された. 変異 Kras 活性化を伴う病理学的条件下では, 組織学的変化では膵炎でも認められるADM のみならず, PanIN も形成され, さらに間質の増生を伴う増殖も認められたことから, 膵炎による機能不全ではなく, 腫瘍性変化に伴う機能不全を起こしたと考えた. オルガノイドでβ-カテニンの細胞質や核への移行を認めたことから, E-カドヘリンが及ぼす影響の機序として wnt シグナル伝達が関連すると考え検討した. PKC+C細胞と比較し PKC 細胞で c-Myc などの wnt シグナル伝達の活性化を示唆する所見が得られ, また Ptf1a-CreERT モデルでの膵組織 mRNA でも Cd44 や Klf5, c-Myc の上昇が認められたことから, 成体での変化においても wnt シグナル伝達が関与していることが示唆された. マイクロアレイの分析ではHdac1 の変化を認め, 阻害剤実験でPKC 細胞でより増殖を抑えられたことから, E-カドヘリンの欠失は Hdac1 発現の増加と関連しており, Cdh1 を欠失した膵癌では, HDAC 阻害剤治療により, 有益な効果を示す可能性があると考えた. 以上より本研究では, E-カドヘリンは膵臓の恒常性維持に重要な役割を果たし, 変異Kras 活性化を伴う病的条件下では, E-カドヘリンは腫瘍形成性の獲得を介して, 腫瘍形成において重要な役割を果たすことがわかった. さらに E-カドヘリンの有無による薬剤選択の可能性についても示唆された.

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参考文献

1. Takeichi M. Dynamic contacts: rearranging adherens junctions to drive epithelial remodelling. Nat Rev Mol Cell Biol 2014;15:397–410.

2. Halbleib JM, Nelson WJ. Cadherins in development: cell adhesion, sorting, and tissue morphogenesis. Genes Dev 2006;20:3199–3214.

3. Larue L, Ohsugi M, Hirchenhain J, Rolf Kemler. E-cadherin null mutant embryos fail to form a tro- phectoderm epithelium. Proc Natl Acad Sci U S A 1994;91:8263–8267.

4. Nakagawa H, Hikiba Y, Hirata Y, Font-Burgada J, Sakamoto K, Hayakawa Y, Taniguchi K, Umemura A, Kinoshita H, Sakitani K, Nishikawa Y, Hirano K, Ikenoue T, Ijichi H, Debanjan D, Shibata W, Akanuma M, Koike K, Karin M, Maeda S. Loss of liver E-cadherin in- duces sclerosing cholangitis and promotes carcinogen- esis. Proc Natl Acad Sci U S A 2014;111:1090–1095.

5. Nakada S, Tsuneyama K, Kato I, Tabuchi Y, Takasaki I, Furusawa Y, Kawaguchi H, Fujimoto M, Goto H, Hikiami H, Kondo T, Takano Y, Shimada Y. Identification of candidate genes involved in endogenous protection mechanisms against acute pancreatitis in mice. Biochem Biophys Res Commun 2010;391:1342–1347.

6. Lerch MM, Lutz MP, Weidernbach H, Pillasch FM, Gress TM, Leser J, Adler G. Dissociation and reassembly of adherens junctions during experimental acute pancreatitis. Gastroenterology 1997;113:1355–1366.

7. Deng S, Zhu S, Wang B, Li X, Liu Y, Qin Q, Gong Q, Niu Y, Xiang C, Chen J, Jin Y, Deng S, Yin T, Yang M, Wu H, Wang C, Zhao G. Chronic pancreatitis and pancreatic cancer demonstrate active epithelial- mesenchymal transition profile, regulated by miR-217-SIRT1 pathway. Cancer Lett 2014;355:184–191.

8. Becker KF, Atkinson MJ, Reich U, Becker I, Nekarda H, Siewert JR, Hofler H. E-cadherin gene mutations provide clues to diffuse type gastric carcinomas. Cancer Res 1994;54:3845–3852.

9. Oliveira C, Pinheiro H, Figueiredo J, Seruca R, Carneiro F. Familial gastric cancer: genetic susceptibility, pathology, and implications for management. Lancet Oncol 2015;16:e60–e70.

10. Hayakawa Y, Ariyama H, Stancikova J, Sakitani K, Asfaha S, Renz BW, Dubeykovskaya ZA, Shibata W, Wang H, Westphalen CB, Chen X, Takemoto Y, Kim W, Khurana SS, Tailor Y, Nagar K, Tomita H, Hara A, Seplveda AR, Setlik W, Gershon MD, Saha S, Ding L, Shen Z, Fox JG, Friedman RA, Konieczny SF, Worthley DL, Korinek V, Wang TC. Mist1 expressing gastric stem cells maintain the normal and neoplastic gastric epithelium and are supported by a perivascular stem cell niche. Cancer Cell 2015;28:800–814.

11. Kinoshita H, Hayakawa Y, Konishi M, Hara M, Tsuboi M, Hayata Y, Hikiba Y, Ihara S, Nakagawa H, Ikenoue T, Ushiku T, Fukuyama M, Hirata Y, Koike K. Three types of metaplasia models through Kras activation, Pten dele- tion, or Cdh1 deletion in the gastric epithelium. J Pathol 2019;247:35–47.

12. Shimada S, Mimata A, Sekine M, Mogushi K, Akiyama Y, Fukamichi H, Jonkers J, Tanaka H, Eishi Y, Yuasa Y. Synergistic tumour suppressor activity of E-cadherin and p53 in a conditional mouse model for metastatic diffuse- type gastric cancer. Gut 2012;61:344–353.

13. Siegel RL, Miller KD, Jemal A. Cancer statistics, 2017. CA Cancer J Clin 2017;67:7–30.

14. Chen L, Ma C, Bian Y, Shao C, Wang T, Li J, Chong X, Su L, Lu J. Aberrant expression of STYK1 and E-cad- herin confer a poor prognosis for pancreatic cancer pa- tients. Oncotarget 2017;8:111333–111345.

15. Lee JM, Dedhar S, Kalluri R, Thompson EW. The epithelial-mesenchymal transition: new insights in signaling, development, and disease. J Cell Biol 2006; 172:973–981.

16. Rozenblum E, Schutte M, Goggins M, Hahn SA, Panzer S, Zahurak M, Goodman SN, Sohn TA, Hruban RH, Yeo CJ, Kern SE. Tumor-suppressive pathways in pancreatic carcinoma. Cancer Res 1997; 57:1731–1734.

17. Hingorani SR, Petricoin EF, Maitra A, Rajapakse V, King C, Jacobetz MA, Ross S, Conrads TP, Veenstra TD, Hitt BA, Kawaguchi Y, Johann D, Liotta LA, Crawford HC, Putt ME, Jacks T, Wright CVE, Hruban RH, Lowy AM, Tuveson DA. Preinvasive and invasive ductal pancreatic cancer and its early detection in the mouse. Cancer Cell 2003;4:437–450.

18. Shibata W, Kinoshita H, Hikiba Y, Sato T, Ishii Y, Sue S, Sugimori M, Suzuki N, Sakitani K, Ijichi H, Mori R, Endo I, Maeda S. Overexpression of HER2 in the pancreas promotes development of intraductal papillary mucinous neoplasms in mice. Sci Rep 2018;8:6150.

19. Wang M, Han J, Marcar L, Black J, Liu Q, Li X, Nagulapalli K, Sequist LV, Mak RH, Benes CH, Hong TS, Gurtner K, Krause M, Baumann M, Kang JX, Whetstine JR, Willers H. Radiation resistance in KRAS- mutated lung cancer is enabled by stem-like properties mediated by an osteopontin-EGFR pathway. Cancer Res 2017;77:2018–2028.

20. Cai MH, Xu XG, Yan SL, Sun Z, Ying Y, Wang BK, Tu YX. Depletion of HDAC1, 7 and 8 by histone deacetylase inhi- bition confers elimination of pancreatic cancer stem cells in combination with gemcitabine. Sci Rep 2018;8:1621.

21. Serrill JD, Sander M, Shih HP. Pancreatic exocrine tissue architecture and integrity are maintained by E-cadherin during postnatal development. Sci Rep 2018;8:13451.

22. Tinkle CL, Lechler T, Pasolli HA, Fuchs E. Conditional targeting of E-cadherin in skin: insights into hyper- proliferative and degenerative responses. Proc Natl Acad Sci U S A 2004;101:552–557.

23. Derksen PW, Liu X, Saridin F, van der Gulden H, Zevenhoven J, Evers B, van Beijnum JR, Griffioen AW, Vink J, Krimpenfort, Peterse JL, Cardiff RD, Berns A, Jonkers J. Somatic inactivation of E-cadherin and p53 in mice leads to metastatic lobular mammary carcinoma through induction of anoikis resistance and angiogenesis. Cancer Cell 2006;10:437–449.

24. Herreros-Villanueva M, Hijona E, Cosme A, Bujanda L. Mouse models of pancreatic cancer. World J Gastro- enterol 2012;18:1286–1294.

25. Hingorani SR, Wang L, Multani AS, Combs C, Deramaudt TB, Hruban RH, Rustgi AK, Chang S, Tuveson DA. Trp53R172H and KrasG12D cooperate to promote chromosomal instability and widely metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma in mice. Cancer Cell 2005;7:469–483.

26. Aguirre AJ, Bardeesy N, Sinha M, Lopez L, Tuveson DA, Horner J, Redston MS, DePinho RA. Activated Kras and Ink4a/Arf deficiency cooperate to produce metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma. Genes Dev 2003; 17:3112–3126.

27. Jeanes A, Gottardi CJ, Yap AS. Cadherins and cancer: how does cadherin dysfunction promote tumor pro- gression? Oncogene 2008;27:6920–6929.

28. Corso G, Carvalho J, Marrelli D, Vindigni C, Carvalho B, Seruca R, Roviello F, Oliveira C. Somatic mutations and deletions of the E-cadherin gene predict poor survival of patients with gastric cancer. J Clin Oncol 2013; 31:868–875.

29. Stuebs F, Heidemann S, Caliebe A, Mundhenke C, Arnold N. CDH1 mutation screen in a BRCA1/2-negative familial breast-/ovarian cancer cohort. Arch Gynecol Obstet 2018;297:147–152.

30. Busch EL, Hornick JL, Umeton R, Albayrak A, Lindeman NI, MacConail LE, Garcia EP, Ducar M, Rebbeck TR. Somatic mutations in CDH1 and CTNNB1 in primary carcinomas at 13 anatomic sites. Oncotarget 2017;8:85680–85691.

31. Madisen L, Zwingman TA, Sunkin SM, Oh SW, Zariwala HA, Gu H, Ng LL, Palmiter RD, Hawrylycz MJ, Jones AR, Lein ES, Zeng H. A robust and high- throughput Cre reporting and characterization system for the whole mouse brain. Nat Neurosci 2010; 13:133–140.

32. Nagai T, Ibata K, Park ES, Kubota M, Mikoshiba K, Miyazaki A. A variant of yellow fluorescent protein with fast and efficient maturation for cell-biological applica- tions. Nat Biotechnol 2002;20:87–90.

33. Maeda S, Kamata H, Luo JL, Leffert H, Karin M. IKKbeta couples hepatocyte death to cytokine-driven compen- satory proliferation that promotes chemical hep- atocarcinogenesis. Cell 2005;121:977–990.

34. Skrypek N, Goossens S, De Smedt E, Vandamme N, Berx G. Epithelial-to-mesenchymal transition: epigenetic reprogramming driving cellular plasticity. Trends Genet 2017;33:943–959.

35. Shibata H, Komura S, Yamada Y, Sankoda N, Tanaka A, Ukai T, Kabata M, Sakurai S, Kuze B, Woltjen K, Haga H, Ito Y, Kawaguchi Y, Yamamoto T, Yamada Y. In vivo reprogramming drives Kras-induced cancer develop- ment. Nat Commun 2018;9:2081.

36. Mani SA, Guo W, Liao MJ, Eaton EN, Ayyanan A, Zhou AY, Brooks M, Reinhard F, Zhang CC, Shipitsin Campbell LL, Polyak K, Brisken C, Yang J, Weinberg RA. The epithelial-mesenchymal transition generates cells with properties of stem cells. Cell 2018; 133:704–715.

37. Hermann PC, Huber SL, Herrler T, Aicher A, Ellwart JW, Guba M, Bruns CJ, Heeschen C. Distinct populations of cancer stem cells determine tumor growth and meta- static activity in human pancreatic cancer. Cell Stem Cell 2007;1:313–323.

38. Li XP, Zhang XW, Zheng LZ, Guo WJ. Expression of CD44 in pancreatic cancer and its significance. Int J Clin Exp Pathol 2015;8:6724–6731.

39. Wei D, Wang L, Yan Y, Jia Z, Gagea M, Li Z, Zuo X, Kong X, Huang S, Xie K. KLF4 is essential for induction of cellular identity change and acinar-to-ductal reprog- ramming during early pancreatic carcinogenesis. Cancer Cell 2016;29:324–338.

40. He P, Yang JW, Yang VW, Bialkowska AB. Kruppel-like factor 5, increased in pancreatic ductal adenocarcinoma, promotes proliferation, acinar-to-ductal metaplasia, pancreatic intraepithelial neoplasia, and tumor growth in mice. Gastroenterology 2018;154:1494–1508 e13.

41. Orlandini LF, Reis F, da Silveira WA, Tiezzi MG, de Andrade JM, Silva AR, Deaton R, Bosland M, Tizzi DG. Identification of a subtype of poorly differentiated inva- sive ductal carcinoma of the breast based on vimentin and E-cadherin expression. Rev Bras Ginecol Obstet 2018;40:779–786.

42. Zheng X, Carstens JL, Kim J, Matthew Scheible, Kaye J, Sugimoto H, Wu CC, LeBleu VS, Kalluri R. Epithelial-to- mesenchymal transition is dispensable for metastasis but induces chemoresistance in pancreatic cancer. Na- ture 2015;527:525–530.

43. Ozaki K, Kishikawa F, Tanaka M, Sakamoto T, Tanimura S, Kohno. Histone deacetylase inhibitors enhance the chemosensitivity of tumor cells with cross- resistance to a wide range of DNA-damaging drugs. Cancer Sci 2008;99:376–384.

44. Aghdassi A, Sendler M, Guenther A, Mayerle J, Behn CO, Heiecke CD, Friess H, Buchler, Evert M, Lerch MM, Weiss FU. Recruitment of histone deacetylases HDAC1 and HDAC2 by the transcriptional repressor ZEB1 downregulates E-cadherin expression in pancreatic cancer. Gut 2012;61:439–448.

45. Chan E, Arlinghaus LR, Cardin DB, Goff L, Berlin JD, Parikh A, Abramson RG, Yankeelov TE, Hiebert S, Merchant N, Bhaskara S, Chakravarthy AB. Phase I trial of vorinostat added to chemoradiation with capecitabine in pancreatic cancer. Radiother Oncol 2016;119:312–318.

46. Pan FC, Bankaitis ED, Boyer D, Xu X, Van de Casteele M, Magnuson MA, Heimberg H, Wright CVE. Spatiotem- poral patterns of multipotentiality in Ptf1a-expressing cells during pancreas organogenesis and injury- induced facultative restoration. Development 2013; 140:751–764.

47. Kopinke D, Brailsford M, Pan FC, Magnuson MA, Wright XVE, Murtaugh LC. Ongoing Notch signaling maintains phenotypic fidelity in the adult exocrine pancreas. Dev Biol 2012;362:57–64.

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