Sox11の乳管非浸潤癌再発と進行におけるエピジェネティックアクティベーション

背景紹介

乳管非浸潤癌（Ductal Carcinoma In Situ, DCIS）は非浸潤性の乳がんであり、その主な特徴は管腔上皮細胞の過剰増殖とそれを取り囲む筋上皮細胞によって特徴づけられます。DCISは乳がん検診において約25％を占めており、潜在的な生物学的特性と予後には異質性が存在します。DCIS自体は浸潤性の病気ではありませんが、その進行が浸潤性乳管がん（Invasive Ductal Carcinoma, IDC）に移行するリスクは重要な臨床的課題です。そのため、DCISが浸潤性がんに進行することを予測するためのバイオマーカーの開発が緊急に求められています。

現時点では、エストロゲン受容体（ER）、プロゲステロン受容体（PR）、およびヒト上皮成長因子受容体-2（HER2）のようないくつかの潜在的なバイオマーカーがDCISの予後を予測するために使用できますが、DCISの進行に関するバイオマーカーはまだ十分に解明されていません。以前の研究では、TP53変異およびCOX2過剰発現がDCISの浸潤性進行を促進する可能性があると示唆されていますが、これらは臨床的に検証されていません。商業化されたOncotype DX DCISおよびDCISionRTテストが再発および進行リスクの予測に使用されていますが、異なるDCISサブタイプ間のリスク評価にはさらなる研究が必要です。

研究出典

本論文は《British Journal of Cancer》誌に掲載され、主要な著者はWarapen Treekitkarnmongkol、Vandna Shah、Kazuharu Kaiらであり、彼らはそれぞれテキサス大学MDアンダーソンがんセンター、キングス・カレッジ・ロンドン、ベイラー医科大学などの研究機関に所属しています。論文は2024年5月に発表され、背景研究とサンプル収集などの作業は2023年5月から開始されました。

研究方法

研究方法概要

本研究では、ヒト細胞株およびマウスモデルを使用し、二つの独立したDCISコホートにおける候補リスク予測バイオマーカーを特定および検証しました。研究プロセスには、遺伝子発現プロファイリング解析、免疫組織化学分析、細胞実験およびマウスモデル解析が含まれます。

具体的な実験プロセスと方法

まず、研究者はテキサス大学MDアンダーソンがんセンターから、40例のDCIS組織と8例の正常乳腺組織を含む48例のサンプルを収集しました。インフォームドコンセントを得た後、これらのサンプルをマクロ解剖し、QiagenのRNeasy FFPE Kit（カタログ番号：73504）を使用してRNAを抽出しました。Nanostring nCounter技術を使用して遺伝子発現解析を行い、DCISに関連する53個のターゲット遺伝子と5個の内参遺伝子を特定しました。

マウスモデルについては、乳腺特異的Ptenホモノックアウトマウスと、HER2を過剰発現するトランスジェニックMMTV-Her2マウスの二つのモデルを使用しました。これらのマウスモデルは、DCISが乳がんに進行する病理学的プロセスを再現します。異なる時間点でマウスの乳腺腺体を収集し、病理および分子分析を行いました。

研究にはCell Lines実験も含まれ、MCF10A、21Tシリーズ細胞株、DCIS.comなど一連の細胞株を使用して細胞増殖および球体形成実験を実施しました。RNA干渉技術およびウェスタンブロット解析により、Sox11の発現および機能を検出しました。

統計およびデータ解析

すべての統計分析はGraphPad PrismおよびRソフトウェアを使用して行いました。未対の学生T検定、Pearson相関係数などのパラメトリックテストを用い、主要な結果は無再発生存（RFS）時間とし、初診日から後続のイベント（DCISまたは浸潤性がん）までの時間を計算して生存曲線を作成しました。Kaplan-Meier法を用いて生存曲線を構築し、Cox比例ハザードモデルを用いてRFSに対するDCISの臨床的特徴の影響を評価しました。

研究結果

Sox11がDCIS再発と進行における発現

DCISサンプルのRNAシーケンシングおよびNanostring解析によると、Sox11の高発現はDCIS再発スコア、増殖マーカータンパクMKI67およびエピジェネティック制御タンパクEZH2の発現と有意な正の相関を示しました。追加の実験では、21Tシリーズ細胞株およびマウスモデルにおいて、Sox11の高発現がDCISから浸潤性がんへの進行と関連していることが確認されました。

免疫組織化学分析により、DCIS組織ではSox11およびEZH2の発現が正常乳腺組織よりも有意に高く、特に高グレードおよびHER2+サブタイプで顕著でした。さらに、Kaplan-Meier生存分析により、Sox11の高発現は短いRFS時間と有意に関連していることが示されました。

エピジェネティック調節機構

また、Sox11がDCIS進行中にエピジェネティック調節される機構も明らかにしました。研究によると、Aktキナーゼの活性化は、Sox11プロモーター領域のヒストン修飾（H3K4me3およびH3K27ac）の変化を介してSox11の発現を調節することが示されました。Aktの活性を抑制することで、これらの活動的なヒストンマークが大幅に減少し、Sox11の発現および細胞増殖能力が低下しました。

研究結論

本研究は、Sox11がDCISの再発と進行において重要な役割を果たし、そのエピジェネティック調節機構を明らかにしました。これらの発見により、Sox11は潜在的な予後バイオマーカーとして位置付けられ、DCISの個別化治療および管理の有力なツールとなる可能性があります。今後の研究は、Sox11およびその上流調節経路（例えばHER2、Akt、EZH2）を治療ターゲットとしての可能性に焦点を当てるべきです。

研究のハイライト

1. 重要な発見：Sox11の発現がDCISの再発および進行と有意に関連していること。
2. エピジェネティック機構：Aktを介したヒストン修飾がSox11の発現を調節する役割を明らかにしたこと。
3. 臨床的意義：Sox11がDCIS患者の個別化治療の潜在的なバイオマーカーとして利用できること。