TFF3が肺腺癌におけるHippo依存性EGFR-TKI耐性を駆動する

学術的背景

肺腺癌（Lung Adenocarcinoma, LUAD）は非小細胞肺癌（NSCLC）の中で最も一般的なサブタイプの一つであり、上皮成長因子受容体（Epidermal Growth Factor Receptor, EGFR）の変異が頻繁に発生します。2013年以降、EGFRチロシンキナーゼ阻害剤（Tyrosine Kinase Inhibitors, TKIs）であるゲフィチニブ（Gefitinib）、エルロチニブ（Erlotinib）、オシメルチニブ（Osimertinib）がEGFR変異を持つNSCLC患者の治療に承認されています。しかし、EGFR変異を持つ患者の5-25%はEGFR-TKIsに対して内在性の耐性を示し、さらに最初にEGFR-TKIsに感受性を示した患者でも、通常8-13ヶ月以内に獲得性耐性が発生します。これまでに、EGFR T790M変異やバイパスシグナル経路の活性化など、いくつかの耐性メカニズムが報告されていますが、まだ多くの耐性メカニズムが不明です。したがって、EGFR-TKI耐性の分子メカニズムを深く理解することは、より効果的な治療戦略の開発に不可欠です。

Trefoil因子3（Trefoil Factor 3, TFF3）は、Trefoil因子ファミリーに属する小さな分泌タンパク質です。TFF3は、EGFRなどの受容体チロシンキナーゼ（RTKs）を活性化することで、がん細胞の生存、増殖、および移動を促進することが報告されています。さらに、TFF3はさまざまながんの耐性に関連しています。本研究は、TFF3がLUADにおけるEGFR-TKI耐性にどのように関与しているかを探ることを目的としています。

論文の出典

この研究は、S. Zhangらによって行われ、2024年に『Oncogene』誌に掲載されました。DOIは10.1038/s41388-024-03244-5です。研究チームは複数の研究機関から構成されており、具体的な著者と所属機関の情報は論文の末尾に記載されています。

研究の流れと結果

1. TFF3のLUADにおける発現と予後との関連

研究チームはまず、LUAD組織マイクロアレイを用いてTFF3の発現と臨床病理学的パラメータおよび患者の生存率との関係を分析しました。その結果、TFF3の高発現はリンパ節転移の程度と正の相関があり、TFF3高発現患者の全生存率は低発現患者よりも有意に低いことが示されました（p=0.02）。これは、TFF3がLUADにおいて予後に関与している可能性を示唆しています。

2. TFF3がEGFRシグナル経路を介してEGFR-TKI耐性を誘導

TFF3がEGFR-TKI反応に与える影響を調べるため、研究チームはPC-9およびHCC827細胞株でTFF3を強制発現させました。Western blot解析により、TFF3の強制発現はEGFRの活性化（p-EGFR-Tyr1068/EGFR比の増加）を促進し、細胞のEGFR-TKIsに対する感受性を低下させることが明らかになりました。さらに、TFF3の強制発現はEGFR-TKIsによる細胞死を減少させ、EGFR-TKIsの細胞コロニー形成抑制作用を阻害しました。

3. TFF3の抑制がEGFR-TKI感受性を増強

shRNAを用いてTFF3をノックダウンするか、小分子阻害剤AMPCを用いてTFF3を抑制すると、EGFRの活性化が有意に減少し、細胞のEGFR-TKIsに対する感受性が増強されました。AMPCとEGFR-TKIsの併用治療は、in vitroおよびin vivoで相乗効果を示し、腫瘍成長を有意に抑制し、細胞死を促進しました。

4. TFF3が獲得性EGFR-TKI耐性において果たす役割

研究チームは、EGFR-TKIsの濃度を段階的に増加させることで、PC-9およびHCC827細胞株の獲得性耐性細胞株を確立しました。その結果、獲得性耐性細胞ではTFF3の発現が有意に増加し、EGFRの活性化レベルが低下していることが明らかになりました。TFF3のノックダウンまたは抑制は、これらの耐性細胞のEGFR-TKIsに対する感受性を回復させ、TFF3が獲得性EGFR-TKI耐性において重要な役割を果たしていることを示しました。

5. Hippoシグナル経路が獲得性EGFR-TKI耐性において果たす役割

RNAシーケンス解析により、獲得性耐性細胞ではHippoシグナル経路関連遺伝子の発現が有意に変化していることが明らかになりました。Hippoシグナル経路の主要なエフェクターであるYAPの発現は、耐性細胞で有意に上昇していました。TFF3は転写後メカニズムを介してYAPの発現を正に調節し、獲得性EGFR-TKI耐性を媒介していました。TFF3の抑制はYAPの発現と転写活性を低下させ、細胞のEGFR-TKIsに対する感受性を回復させました。

結論と意義

本研究は、TFF3がLUADにおいてEGFR-TKI耐性を媒介する新たなメカニズムを明らかにしました。TFF3はEGFRシグナル経路を介して内在性耐性を誘導し、Hippoシグナル経路の主要なエフェクターであるYAPを調節することで獲得性耐性を媒介します。TFF3の抑制は、EGFR-TKIsの感受性を増強するだけでなく、獲得性耐性細胞のEGFR-TKIsに対する反応を回復させます。これらの発見は、EGFR-TKI耐性を克服するための新たな治療戦略を提供し、科学的および臨床的に重要な価値を持ちます。

研究のハイライト

1. TFF3のLUADにおける二重の役割：TFF3はEGFRシグナル経路を介して内在性耐性を誘導するだけでなく、Hippoシグナル経路を介して獲得性耐性も誘導します。
2. TFF3抑制の相乗効果：TFF3阻害剤AMPCとEGFR-TKIsの併用治療は、in vitroおよびin vivoで顕著な相乗効果を示しました。
3. YAPの重要な役割：Hippoシグナル経路の主要なエフェクターであるYAPは、TFF3が媒介する獲得性耐性において中心的な役割を果たします。
4. 潜在的な臨床応用：TFF3の抑制は、特に獲得性耐性を持つ患者において、EGFR-TKI耐性を克服する新たな戦略となる可能性があります。

その他の価値ある情報

研究では、TFF3の発現がYAPの発現と正の相関を持つこと、およびTFF3の抑制がYAPの転写活性を有意に低下させることが明らかになりました。これは、Hippoシグナル経路を標的とした治療戦略の開発に新たな視点を提供します。さらに、TFF3の血清レベルは、EGFR-TKI耐性の発生をモニタリングするための非侵襲的なバイオマーカーとしての可能性があります。

まとめ

本研究は、TFF3がLUADにおいてEGFR-TKI耐性を媒介する二重のメカニズムを初めて明らかにし、TFF3の抑制が耐性を克服する新たな戦略となる可能性を示しました。これらの発見は、EGFR-TKI耐性のメカニズムに対する理解を深め、臨床治療に新たな視点を提供するものです。