研究テーマ

   
  当教室のメンバーの多くは、日常の診療を通じて、数多くの病理組織を顕微鏡を用いて観察しています。当教室では、毎日の診断で目にする疾患について、目に 見えているものの裏にあるメカニズムを想像し、それを検証していくという研究をしています。当然、想像は単なる想像、あるいは単なる妄想でしかなかったと いう結果に終わることも多々あります。しかし、目に見えているものの裏にある機構を予想し、それを検証するプロセスを何度も繰り返して行けば、将来的に何 か面白いことにたどり着けるのではと考えています。 
 
 
1. 腫瘍の多様性グループ
  現在の研究室の研究テーマのひとつとして、私たちは特に、腫瘍の多様性に興味をもっています。腫瘍は通常集団で存在しており、腫瘍を構成する細胞は原則と して一つのクローンです。ところが、 一つのクローンであるにも関わらず、腫瘍細胞おのおのは、異なる性質をもっています。たとえば、一個一個バラバラにしてしまえば、再び腫瘍を形成できる細 胞もいれば、二度と腫瘍を形成できない細胞もいます。病理診断で目にする腫瘍細胞は、形だけでは再び腫瘍を形成できるような特殊な性質のものかどうかわか りません。そこで、再び腫瘍を形成できるような性質をもつ特殊な細胞も特異的マーカーを発見し、これを可視化することを目的に研究しています。
  その他にも、腫瘍の多様性を規定するさまざまな因子について、私たちは興味を持っています。例えば、アルギニノコハク酸シンテターゼ 1Argininosuccinate synthetase 1 (ASS1) という酵素についてヒト子宮内膜癌の病理組織検体を用いて免疫組織染色を行ったところ、腫瘍全体に発現がある中で、間質に接した部分のみが帯状に低発現で あるという興味深い発現パターンが確認できました。機能解析のためASS-1を子宮内膜癌細胞株でノックアウトしたところ、ASS-1ノックアウト細胞株 は、アルギニンを枯渇させた後に添加されたアルギニンに反応した遊走能・浸潤能が有意に亢進しており、アルギニンに対する要求性が増加していることが分か りました。この結果を鑑みるに、ヒト腫瘍組織の免疫組織染色における特徴的な発現パターンは、ASS-1低発現のクローンがアルギニンに対する要求性が亢 進していることから、間質の豊富な血管に由来するアルギニンに反応して優先的に間質との境界部に集積し、逆にASS-1高発現のクローンはアルギニン要求 性があまり高くないことから、腫瘍の内部からあまり動かないという性質の違いの結果であると考えられました (Ohshima K, et al. Sci Rep, 7: 45504, 2017)。

 他には、S100ファミリーのひとつであるS100A4についてヒト子宮内膜癌の病理組織検体を用いて免疫組織染色を行ったところ、S100A4の発現 レベルが腫瘍の筋層浸潤およびリンパ管侵襲の程度に正の相関を示すことが示されました。興味深い点として、Grade 1相当の子宮内膜癌組織において、MELF patternという特殊な構造パターンを有する腫瘍で高頻度にS100A4陽性所見が認められました。これらの分子生物学的機序の検索のためにヒト子宮 内膜癌細胞株においてS100A4をノックアウトしたところ、ノックアウト株においてコントロール株に対する有意な増殖能、浸潤能の低下が認められました (Tahara S, et al. Cancer Sci, 107: 1345-1352, 2016)。
 このように私たちは、分子生物学的手法によるin vitro機能解析と組織形態学的検索を組み合わせて、病理医にしかできない発想で研究を行うことを目標に、日々研究活動を続けています。


2.悪性リンパ腫の病理学的解析グループ
  悪性リンパ腫は、血液中のリンパ球が悪性化した腫瘍性疾患です。当研究室では、悪性リンパ腫の多様性についても、精力的に研究を行っています。腫瘍細胞の 中には腫瘍幹細胞と呼ばれる治療抵抗性の細胞群がわずかながら存在し、抗癌剤や放射線療法など種々の治療で大部分の腫瘍細胞が死滅しても、このわずかに生 存する腫瘍幹細胞によって再発が起こってしまうと考えられています。腫瘍幹細胞は白血病で最初にその存在が明らかとされ、その後、乳癌や前立腺癌、膵臓癌 など多くの腫瘍で報告されていますが、悪性リンパ腫について腫瘍幹細胞の観点からの解析を行った報告はほとんどありませんでした。当研究グループは、悪性 リンパ腫のうちホジキンリンパ腫とリンパ形質細胞性リンパ腫に着目して腫瘍幹細胞の候補を検討しました。ホジキンリンパ腫は腫瘍細胞のサイズが比較的多彩 なタイプのリンパ腫ですが、大型腫瘍細胞ではなく、小型腫瘍細胞の一部で腫瘍幹細胞の性格がみられることを報告しました。一方、リンパ形質細胞性リンパ腫 はBリンパ球と形質細胞の性格を併せ持ったタイプのリンパ腫ですが、両者の性格が乏しい未熟な腫瘍細胞群で腫瘍幹細胞の性格がみられることを報告しました (Ikeda J et al, Am J Pathol, 177(6):3081-8, 2010 ; Ikeda J et al, Lab Invest, 92(4):606-14, 2012 ; Wada N et al, Lab Invest, 94(1):79-88, 2014)。


3.次世代病理診断技術グループ
  病理組織診断は多くの疾患において確定診断や治療方針の決定に直接に関与する重要な医行為です。その診断は、ホルマリン固定後の病変部組織をパラフィン包 埋の後、数マイクロメートルの薄さに薄切し、これをヘマトキシリン・エオジン染色(HE染色)にて染色したスライドガラスを、顕微鏡で観察することにより 行われますが、その標本作製法の根幹については、1800年代半ばにその基礎が開発されて以来、ほとんど改変が加えられておらず、新たな技術の導入が望ま れていました。研究グループは最近、主に基礎生物学分野にて用いられていたCUBIC (Clear, Unobstructed Brain/Body Imaging Cocktails and Computational analysis) という先端イメージング技術をヒト病理組織検体に応用し、臨床病理組織診断における有用性を詳細に検討しました。この中で、CUBICにより病理組織検体 における正常および病的な組織所見を3次元的かつ明瞭に描出できること、CUBICが従来のスライドガラス作製法と両立可能なこと、病院に長期保管されて いるパラフィンに包埋された状態の検体にも応用できることを示しています。さらにこの技術を、病変を発見するための実際の臨床病理検査におけるスクリーニ ング系に応用し、検査の感度を向上させることにも成功しています (Nojima S, et al. Sci Rep, 7(1):9269, 2017)。本研究成果は、東京大学 大学院医学系研究科 システムズ薬理学教室 / 理化学研究所 生命システム研究センター 細胞デザインコア 合成生物学研究グループ、洲﨑悦生講師、上田泰己教授らの研究グループとの共同研究になります。研究グループはこのように、先端技術を病理組織診断に フィードバックし、次世代の病理診断のスタンダードとなりえる技術を開発するべく、研究活動を行っています。