研究概要【肝癌部門】

部門長：佐田通夫

　第3期文部科学省「私立大学学術研究高度化推進事業」におけるハイテク・リサーチ・センター整備事業のもと、久留米大学先端癌治療研究センター、肝癌部門では「肝癌の背景疾患進展に対する先端的治療と肝癌発育阻止への分子標的治療の探索」を主たる研究テーマとして取り組んできました。また、海外交流としては、2008年に始まった韓国延世大学との肝癌に関する研究会は2010年から釜山国立大学も加わりより盛況となりました。
　ここでは、この１年間における研究成果を掻い摘んで紹介いたします。

肝発癌、悪性度に関する研究

１）肝細胞癌を発症する非アルコール性脂肪性肝炎（NASH）の治療法に関する検討で、NASHモデルマウスにおいてアディポネクチンが肝における小胞体ストレスを抑制し、NASHを改善したことから、アディポネクチンがヒトNASHの治療に利用できる可能性が示唆された。
２）Wnt/β-catenin/T-cell factor-4（TCF-4）シグナル伝達系において、SxxSSモチーフを持たないTCF-4Jを発現する肝癌細胞は、低酸素下においてhypoxia-inducible factor-2αを過剰発現し、その下流のEGFレセプター　シグナル系の活性化を認め、マウスに接種して形成された腫瘍の増殖能も亢進していた。この結果、TCF-4はSxxSSモチーフにより肝癌細胞の悪性度を制御している可能性が示唆された。
３）糖尿病は肝発癌の危険因子である。同じく発癌の危険因子であるC型慢性肝疾患感染患者における糖尿病発症に関する検討において、グルカゴン様ペプタイド（GLP-1）はGSK3βを抑制することで肝でのグリコーゲン合成を促進していたが、C型慢性肝炎患者ではGLP-1が低下し、その不活化酵素であるDPP-4は亢進していた。このことが、C型慢性肝炎における糖尿病の発症に関与している可能性が示唆された。
４）肝発癌の発生母地となる進行した肝硬変症に対する細胞移植療法の効果を検証するため、血管内皮前駆細胞へ分化可能なCD34陽性細胞を患者自身の末梢血から採取し経肝動脈的に投与した。その結果、肝硬変患者のアルブミン値、プロトロンビン時間、門脈血流の改善が認められ、CD34陽性細胞は肝硬変患者に対する細胞移植療法のセルソースと成り得ることが示唆された。
５）C型肝炎ウイルスのHCV core蛋白が肝発癌に重要であることはよく知られている。今回は、HCV core蛋白と発癌に重要なVEGFやBcl-xLとの関連について検討したところ、HCV core蛋白発現細胞は低酸素下においてHIF-1αを介したVEGFやBcl-xLの発現が亢進していた。この様なHCV core蛋白の作用が肝発癌機序の一つになっている可能性が示唆された。
６）肝発癌の危険因子である高インスリン血症の肝硬変症における成因を明らかにするため、膵のランゲルハンス島に対する組織学的検討を行った。その結果、肝硬変ではインスリン陽性細胞およびグルカゴン陽性細胞の比率が低下していた。このことから、肝硬変における高インスリン血症の原因は膵臓での産生亢進よりも肝臓におけるインスリン代謝障害やシャントの影響が考えられた。

肝癌対する治療法開発に関する研究

１）可溶性VEGFレセプター（Aflibercept）は、肝細胞癌においてVEGFによる血管内皮細胞の増殖抑制、PlGF刺激による肝癌細胞でのVEGF産生抑制、VEGFを産生する骨髄細胞の腫瘍組織への遊走抑制、骨髄細胞の血管内皮前駆細胞への分化抑制により腫瘍血管の形成を抑制し、抗腫瘍効果を呈していると考えられた。
２）通常のカテキンよりも強力な作用を有すると言われている緑茶カテキンのアナログであるメチル化カテキンは、マウス肝癌モデルにおいて血管内皮細胞のVEGF レセプター２のリン酸化を抑制することで、マウス肝癌モデルにおいて血管新生を抑制し抗腫瘍効果を発揮することを確認した。
３）肝硬変症を合併する進行肝細胞癌でも投与可能な抗がん剤を少量持続で投与するメトロノミック化学療法の作用機序を検討した。5-FUのプロドラッグであるS-1を用いたメトロノミック化学療法では、血管内皮細胞の増殖抑制、血管内皮前駆細胞の腫瘍への遊走抑制、内因性の血管新生抑制物質であるTSP-1の産生亢進による血管新生抑制が主な作用機序であることが明らかとなった。

Overview of Research

Michio Sata

　Our main research themes are “Identification of Innovative Therapies for Treatment of Underlying Diseases in Liver Cancer, and New Molecular Targeted Therapies to Inhibit the Growth of Liver Cancer”. Our Liver Cancer Division has been conducting research under the auspices of Phase III of the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology’s Basic Plan for the establishment of high-tech research centers at private universities. In addition, the Japan-Korea Liver Cancer Symposium has been held annually in conjunction with Yonsei University, College of Medicine since 2007 to promote international exchange in the field of medicine. This symposium was expanded by the participation of Pusan National University in 2010.

Following is a brief summary of our research in 2010.

Research on hepatocarcinogenesis and malignant potential of hepatoma

１）Nonalcoholic steatohepatitis (NASH) sometimes causes hepatocellular carcinoma. Adiponectin suppressed the endoplasmic reticulum stress of the liver in a NASH model and improved NASH, suggesting the possibility of clinical application of adiponectin for patients with NASH.
２）In activated Wnt/β-catenin/T-cell factor-4 (TCF-4) signaling cascade, hepatoma cells expressing TCF-4J, which lack the SxxSS motif, up-regulated hypoxia-inducible factor-2a (HIF-2α), activated epidermal growth factor receptor (EGFR) signaling cascade in hypoxic condition and increased tumor cell proliferation. These findings imply that TCF-4 regulates the malignant potential of hepatoma cells.
３）Diabetes mellitus (DM) is a risk factor of hepatocarcinogenesis as well as hepatitis C. Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) up-regulated glycogen synthesis through the inhibition of glycogen synthase kinase 3 beta (GSK3β). In patients with hepatitis C, GLP-1 was down-regulated and the expression of dipeptidyl peptidase 4 (DPP-4), which inactivates GLP-1, was up-regulated. These findings imply the participation of DPP-4 in the onset of DM in patients with hepatitis C.
４）To develop a new treatment for advanced liver cirrhosis, which sometimes induces HCC, we transplanted CD34 positive cells collected from peripheral blood of patients with advanced liver cirrhosis. Patients who received the treatment showed an increase of serum albumin level, portal blood flow and a decrease of PT-INR level. These findings suggest that CD34 positive cells will be an effective source of cells for transplantation in advanced liver cirrhosis.
５）It is well known that HCV core protein plays a critical role in hepatocarcinogenesis. In our study, HCV core-overexpressing cells showed increased expression of VEGF and Bcl-xL by way of up-regulation of HIF1-α in a hypoxic condition. These effects of HCV core protein seem to participate in hepatocarcinogenesis.
６）Hyperinsulinemia is a risk factor of hepatocarcinogenesis in patients with liver cirrhosis. In the pancreas tissues of patients with liver cirrhosis, the ratio of insulin producing cells was significantly decreased. Functional impairment of insulin metabolism and secretion might participate in hyperinsulinemia of liver cirrhosis.

Research on new hepatoma treatments

１）Aflibercept, a soluble VEGF receptor, suppressed the proliferation of endothelial cells induced by VEGF, VEGF production by tumor cells induced by PlGF, homing of bone marrow cells producing VEGF and differentiation of bone marrow cells to endothelial progenitor cells. These effects of aflibercept suppressed tumor growth of mouse hepatoma model by inhibiting vascular development.
２）Methylated-epigallocatechin gallate (MethylEGCG), which shows stronger effects than EGCG, inhibited vascular development in a mouse hepatoma model by suppressing the phosphorylation of VEGF receptor-2 on endothelial cells. This anti-angiogenic effect suppressed tumor growth.
３）Metronomic chemotherapy is a consecutive administration of low-dose cytotoxic agents which can be administered to advanced HCC patients with liver cirrhosis without severe adverse events. In preclinical treatment with S-1, a prodrug of 5-FU, in a mouse HCC model, the mechanism of anti-tumor effects of metronomic chemotherapy consisted of anti-angiogenesis with the direct inhibition of endothelial cell proliferation and homing of endothelial progenitor cells to tumor tissues, and up-regulation of TSP-1 synthesis, an endogenous anti-angiogenic agent.