概要

大阪大学大学院生命機能研究科 松本知訓准教授、微生物病研究所分子生物学分野 原英二教授、らの研究グループは、神戸大学大学院医学系研究科の長田健司医員、児玉裕三教授らの研究グループとの共同研究として、肝内胆管がん組織内において、多倍体化肝内胆管がんは染色体不安定性（CIN: Chromosomal instability）が上昇していること、また二倍体がんと比較して増殖能が亢進し、抗腫瘍免疫を低下した悪性度の高い集団であることを明らかにしました（図1）。
肝内胆管がんは、肝臓の中に発生するがんの中で2番目に多く、現在でも治療成績が十分とはいえない予後不良のがんです。世界的にも患者数は増加傾向にあり、予後に関わるさまざまな分子や仕組みの研究が進められていますが、その発症や悪性化のメカニズムには未解明な点が数多く残されています。一方、多倍体化とは、細胞内の染色体が通常の倍となり多くなる現象です。正常な組織でも一部の細胞でみられますが、固形がんではより高い頻度で認められます。多倍体細胞では染色体数が増加することで、DNA損傷の影響を受けにくくなったり、さまざまな細胞ストレスに適応しやすくなったりすることから、がん細胞の生存に有利に働くことが報告されています。さらに、多倍体化は染色体の異常を増加させることで、がん組織内に多様な性質を持つ細胞を生み出します。その結果、抗がん剤などの治療に抵抗性を示す細胞や、より増殖能力の高い細胞が出現しやすくなり、がんの進行や再発につながると考えられています。このような理由から、多倍体化は多くのがんで予後不良と関連することが知られています。しかし、肝内胆管がんにおいて、多倍体化がどのように病態や悪性度に関与しているのかについては、これまで十分に明らかになっていませんでした。
今回、研究グループは肝内胆管がんの手術検体を用い、FISH法（Fluorescent in situ hybridization）によって染色体を標識し、がん細胞の染色体数を解析することで、肝内胆管がんにおける多倍体化を評価することに成功しました。さらに、臨床病理学的特徴との関連を解析した結果、肝内胆管がんでは倍数性が高くなるほどCINが亢進し、多倍体がんは二倍体がんと比べて悪性度が高く、抗腫瘍免疫も低下していることを明らかにしました。
また、多倍体肝内胆管がんでは、二倍体がんと比べてがん細胞の核の長径や面積が大きい傾向が認められました。さらに、がん組織内にみられる核が著しく巨大化したがん細胞であるPGCC（polyploid giant cancer cell）が多いほど、がん組織全体の倍数性も高いことが示され、PGCCが多倍体がんを識別する指標となる可能性が示されました。
本研究成果は、肝内胆管がんの悪性化メカニズムの理解を深めるとともに、多倍体化を標的とした新たながん治療法や診断法の開発につながることが期待されます。

研究の背景

肝内胆管がんは、手術による切除が可能であっても再発率が高く、切除が困難な場合には薬物療法が行われますが、その治療効果は十分ではなく、予後不良ながんとして知られています。そのため、再発や予後を予測できる指標の開発や、一人ひとりの患者に適した個別化治療の実現が求められています。これまでにも病理学的特徴や分子学的特徴と予後との関連について多くの研究が行われてきましたが、十分には解明されていません。
一方、多倍体化は、細胞内の染色体数が通常よりも増加する現象で、多くの固形がんで認められます。多倍体化したがん細胞では、CINが高まり、がんの悪性化や予後不良と関連することが報告されています。しかし、通常の組織検体には、がん細胞だけでなく正常細胞や免疫細胞、線維芽細胞なども含まれるため、がん細胞のみを対象として倍数性やCINを正確に評価することは容易ではありません。そのため、肝内胆管がんにおいて多倍体化が病態や悪性度にどのような影響を及ぼすのかは、これまで十分に明らかになっていませんでした。

本研究の成果

研究グループは、手術で摘出された肝内胆管がんの組織標本を用いて解析を行いました。まず、病理診断で広く用いられているHE染色によってがん細胞の領域を特定し、その後、染色体を標識できるFISH法を組み合わせることで、がん細胞のみを対象に倍数性を評価する手法を確立しました。この手法により、肝内胆管がんでは組織全体の倍数性が高いほど、染色体数の不均一性（染色体不安定性：CIN）が高くなることが明らかになりました。同様の傾向は肝細胞がんでも確認されました。
次に、多倍体肝内胆管がんと二倍体肝内胆管がんの臨床病理学的特徴を比較したところ、多倍体肝内胆管がんでは腫瘍の分化度が低く、細胞増殖能も高いことが分かりました。これらの結果から、多倍体肝内胆管がんはより悪性度の高い集団であることが示されました。さらに、多倍体肝内胆管がんでは抗腫瘍免疫が低下していることも明らかとなり、これが予後不良の一因となっている可能性が示唆されました（図2）。一方で、抗腫瘍免疫が低下する仕組みについては未解明であり、今後の研究課題です。また、CINの高いがんでは、IL-6・EGFRシグナルが悪性化に関与することが報告されています。本研究では、多倍体肝内胆管がんでIL-6の発現が上昇しており、さらにIL-6の発現が高い症例ではEGFRの発現も高いことが明らかになりました。これらの結果から、IL-6・EGFRシグナルが多倍体肝内胆管がんの病態にも関与している可能性が示されました。
さらに、AIを用いて組織画像からがん細胞のみを抽出して解析したところ、多倍体肝内胆管がんでは、二倍体肝内胆管がんと比べて、がん細胞の核の長径や面積が大きい傾向が認められました。また、核が著しく巨大化したがん細胞であるPGCCについて解析した結果、PGCCを多く含む腫瘍ほど倍数性が高いことが分かりました。FISH法による倍数性解析は精度が高い一方で、手技が煩雑であるという課題があります。今回の結果から、がん細胞の核の大きさやPGCCの有無を評価することで、多倍体がんをより簡便に診断できる可能性が示されました（図3）。

研究成果のポイント

• 多倍体化を経て染色体コピー数（倍数性）が増加している肝内胆管がんは、二倍体がんと比較してCINが高く、さらに抗腫瘍免疫が抑えられた悪性度の高い集団であることを発見。また、PGCCの存在はがん組織の倍数性が高いことを示唆することが分かった。
• 多倍体化はがんの悪性度や治療抵抗性に関与することが報告されていたが、細胞単位で倍数性を評価した報告は少なく、特に肝内胆管がんでは多倍体化が及ぼす影響について不明な点が多かった。今回、FISH法を用いることで、がん細胞に限定して倍数性を評価することができた。
• 多倍体がんに対する診断マーカーや治療戦略の探索の発展が期待される。

本研究成果が社会に与える影響（本研究成果の意義）

本研究により、肝内胆管がんでは、倍数性が高いがんほどCINが高く、多倍体がんは二倍体がんと比べて悪性度が高く、抗腫瘍免疫も低下していることが明らかになりました。一方で、二倍体がんの中にも、多倍体がんと同程度の高い染色体不安定性を示す症例が一部に存在することも分かりました。これらの結果は、倍数性や染色体不安定性に基づいて患者を層別化し、それらを標的とした新たな診断法や治療法を開発することで、悪性度の高い肝内胆管がんに対する個別化医療の実現につながる可能性を示しています。
また、本研究では、倍数性が高い肝内胆管がんほど、がん細胞の核の長径や面積が大きくなる傾向があることも明らかになりました。HE染色は現在の病理診断で最も広く用いられている検査法であるため、AIを活用して核の形態を解析することで、FISH法のような煩雑な検査を行わなくても、がんの倍数性を簡便に推定できる可能性が示されました。今後、このようなAIを活用した診断技術が実用化されれば、より簡便で効率的な診断や治療方針の決定に役立つことが期待されます。

研究者のコメント

本研究により、肝内胆管がんでは多倍体化が染色体不安定性や悪性度の上昇、さらには抗腫瘍免疫の低下と密接に関連していることが明らかになりました。これまで十分に理解されていなかった肝内胆管がんにおける多倍体化の意義を示すとともに、多倍体化や染色体不安定性を新たな診断・治療標的として活用できる可能性が示されたと考えています。今後は、多倍体化ががんの悪性化を引き起こす分子メカニズムをさらに解明し、多倍体がんに対する新たな診断法や治療法の開発を目指して研究を進めていきたいと考えています。（松本 知訓）

特記事項

本研究成果は、2026年8月3日に、英国科学誌「npj Precision Oncology」にオンライン掲載されました。

なお、本研究は、日本医療研究開発機構（AMED）JP22fk0210099、JP25gm1710004h0004、JP23zf0127008h0002、科学技術振興機構（JST）創発的研究支援事業JPMJFR2212、JSTムーンショット型研究開発事業JPMJMS2022、および日本学術振興会（JSPS）科研費 科学研究費補助金（S）JP21K15974、JP24K18943、JP25H00443、JP25K19266、大阪大学SEEDSプログラム、高松宮妃癌研究基金、アステラス病態代謝研究会、SGHがん研究助成の支援を受けて実施されました。