Claudin-3 のがんにおける発現とその臨床的意義：組織マイクロアレイ研究

学術的背景

Claudin-3 (Cldn3) は、Claudin ファミリーの一員であり、タイトジャンクション（tight junctions, TJs）の形成に関与し、細胞間の透過性を調節しています。TJs は、上皮細胞や内皮細胞のバリア機能を維持する上で重要な役割を果たしています。Claudin-3 は正常な上皮細胞で広く発現していますが、さまざまながんにおいてその発現レベルの変化が腫瘍の進行や予後と密接に関連していることが報告されています。正常細胞では広く発現しているにもかかわらず、がん細胞ではその成長の不調和性により Claudin-3 のアクセス性が高くなる可能性があるため、潜在的な薬物ターゲットとして注目されています。

しかし、Claudin-3 のがんにおける発現とその臨床的意義に関する研究結果は一致していません。異なる研究では、異なる抗体、免疫組織化学（immunohistochemistry, IHC）プロトコル、陽性基準が使用されており、Claudin-3 陽性率の報告に大きなばらつきが見られます。Claudin-3 のがんにおける発現とその潜在的臨床的意義をよりよく理解するために、本研究では組織マイクロアレイ（tissue microarray, TMA）技術を用いて、133 種類の異なる腫瘍タイプとサブタイプの 14,966 個の腫瘍サンプル、および 76 種類の正常組織サンプルを包括的に免疫組織化学的に分析しました。

論文の出典

本研究は、Seyma Büyücek らによって行われ、著者はドイツのハンブルク大学医療センター病理学研究所、オスナブリュック臨床センター病理学研究所、およびフュルト学術病院病理科に所属しています。論文は 2024 年に『Biomarker Research』誌に掲載され、タイトルは「Prevalence and clinical significance of claudin-3 expression in cancer: a tissue microarray study on 14,966 tumor samples」です。

研究の流れ

1. 組織マイクロアレイ（TMA）の構築

本研究では、2 種類の TMA を使用しました。1 つは 76 種類の正常組織タイプの 608 サンプルを含むもので、もう 1 つは 133 種類の腫瘍タイプとサブタイプの 14,966 個の原発性腫瘍サンプルを含むものです。すべてのサンプルは、ドイツのハンブルク大学医療センター病理学研究所、オスナブリュック臨床センター病理学研究所、およびフュルト学術病院病理科のアーカイブから取得されました。サンプルは 4% 緩衝ホルマリンで固定後、パラフィン包埋されました。各患者から直径 0.6 mm の組織スポットを 1 つ使用して TMA を構築しました。

2. 免疫組織化学（IHC）分析

新鮮にカットされた TMA スライドを 1 日で免疫染色しました。スライドは脱パラフィン化され、再水和された後、121°C の Tris-EDTA-クエン酸緩衝液（pH 7.8）で熱誘導抗原修復を行いました。内因性ペルオキシダーゼ活性をブロックした後、Claudin-3 タンパク質に対するウサギ組換えモノクローナル抗体（HMV-309）を使用して染色しました。染色結果は DAB 発色システムで可視化され、ヘマラウンで対比染色されました。

3. データ分析

免疫染色の結果は 1 人の病理学者によってスコアリングされ、腫瘍組織の染色強度は 0、1+、2+、3+ の 4 段階で評価されました。統計計算は JMP17® ソフトウェアを使用し、カイ二乗検定を用いて Claudin-3 発現と腫瘍表現型との関連を分析し、Kaplan-Meier 曲線と log-rank 検定を用いて生存率の差異を評価しました。

主な結果

1. 正常組織における Claudin-3 の発現

Claudin-3 は正常組織において主に膜性分布を示し、特に乳腺腺体、前立腺、甲状腺濾胞細胞、呼吸道上皮細胞、唾液腺腺体細胞、小腸および結腸直腸上皮細胞、肝胆管上皮細胞、膵臓腺房細胞、腎集合管、子宮内膜腺体細胞などで強く発現していました。

2. 腫瘍組織における Claudin-3 の発現

12,314 個の解析可能な腫瘍サンプルのうち、68.9% が Claudin-3 陽性を示し、そのうち 11.6% が弱陽性、6.2% が中等度陽性、51.1% が強陽性でした。Claudin-3 陽性率が最も高かった腫瘍タイプは、神経内分泌腫瘍（92-100%）、腺癌（67-100%）、女性生殖器腫瘍（卵巣癌や子宮内膜癌など、陽性率は最大 100%）、およびさまざまなタイプの乳癌（95.3-100%）でした。一方、扁平上皮癌（0-43.2%）や黒色腫、間葉性腫瘍、血液リンパ系腫瘍では Claudin-3 発現が少ないことが確認されました。

3. Claudin-3 発現と腫瘍予後の関係

明細胞性腎細胞癌（ccRCC）では、低い Claudin-3 発現は、不良な ISUP グレード（p < 0.0001）、Fuhrman グレード（p < 0.0001）、Thoenes グレード（p < 0.0001）、進行した病理ステージ（p < 0.0001）、高い UICC ステージ（p = 0.0006）、遠隔転移（p = 0.0011）、および短い全生存期間（p = 0.0118）と無再発生存期間（p < 0.0001）と強く関連していました。乳頭状腎細胞癌（pRCC）では、低い Claudin-3 発現は、不良なグレード（p < 0.05）、高い病理ステージ（p = 0.0273）、および遠隔転移（p = 0.0357）と関連していました。尿路上皮癌では、高い Claudin-3 発現は、高グレード腫瘍（p < 0.0001）とリンパ節転移（p = 0.0111）と関連していました。

結論

本研究は、大規模な組織マイクロアレイ分析を通じて、Claudin-3 のさまざまな腫瘍における発現を包括的に評価しました。その結果、Claudin-3 は多くの腫瘍実体で有意な発現を示し、その発現レベルの変化が腫瘍の進行と予後と密接に関連していることが明らかになりました。特に明細胞性腎細胞癌では、低い Claudin-3 発現が不良な予後と強く関連しており、Claudin-3 が腎細胞癌の潜在的な予後マーカーとして有用である可能性が示唆されました。

研究のハイライト

1. 大規模サンプル分析：本研究では、14,966 個の腫瘍サンプルを分析し、133 種類の異なる腫瘍タイプとサブタイプをカバーしており、Claudin-3 のがんにおける発現に関する包括的なデータを提供しています。
2. Claudin-3 の予後マーカーとしての可能性：Claudin-3 の発現レベルが明細胞性腎細胞癌の予後と強く関連していることが明らかになり、この腫瘍の予後マーカーとしての可能性が示されました。
3. 腫瘍タイプ特異的な発現：Claudin-3 は神経内分泌腫瘍、腺癌、女性生殖器腫瘍で高く発現している一方で、扁平上皮癌や血液リンパ系腫瘍では発現が少ないことが確認され、その発現が腫瘍タイプに依存していることが示されました。

研究の意義

本研究は、Claudin-3 のがんにおける発現に関する包括的なデータを提供し、腎細胞癌におけるその潜在的予後価値を明らかにしました。これらの発見は、Claudin-3 を標的としたがん治療戦略の開発に重要な理論的基盤を提供します。さらに、本研究は、がん研究における免疫組織化学分析の標準化の重要性を強調し、異なる研究間の結果のばらつきを減らすための指針を示しています。

その他の価値ある情報

本研究では、異なる抗体と RNA 発現データを比較することで、免疫組織化学分析の特異性を検証し、研究結果の信頼性をさらに高めました。将来的に、Claudin-3 はがん診断と治療における重要なターゲットとなる可能性があり、特に腎細胞癌などの特定の腫瘍タイプにおいてその役割が期待されます。