背景と目的 膵臓癌の線維化変化のメカニズムはまだ明確ではなく、本研究は線維芽細胞成長因子21（fibroblast growth factor 21、FGF21）が前脂肪細胞の分化および膵臓癌の線維化に与える影響を探ることを目的とする。方法 異なる分化段階の3T3-L1細胞の条件培地を用いて、マウス膵臓癌細胞株Panc02のクローン形成、細胞活性、細胞周期およびアポトーシスへの影響を観察した。Panc02条件培地を3T3-L1の培養に使用し、オイルレッドO染色で前脂肪細胞の分化程度を評価した。トランスクリプトームシークエンシング技術で群間の細胞差異遺伝子を解析した。ウェスタンブロット法（Western blot）により線維芽細胞活性化タンパク質（fibroblast activation protein、FAP）、前脂肪細胞因子-1（preadipocyte factor-1、Pref-1）、脱共役タンパク質-1（uncoupling protein-1、UCP-1）、β-アクチン（β-actin）のタンパク質発現レベルを検出した。局所的にPanc02細胞を注射してC57BL/6マウス膵臓癌モデルの対照群（Con群）、Panc02と3T3-L1を共注射して前脂肪細胞共接種モデル（Model群）、さらにModel群に腹腔内注射でFGF21を投与しFGF21介入効果を観察した（FGF21群）。小動物生体イメージング技術、腫瘍重量測定により群間の腫瘍増殖を比較した。HE染色、Masson染色で腫瘍病理構造を観察し、免疫組織化学染色によりα-平滑筋アクチン（α-smooth muscle actin、α-SMA）、FAP、Pref-1のタンパク質発現レベルを評価した。Cell-omics Data Coordinate Platform、Gene Expression Omnibus、The Human Protein Atlasを組み合わせて膵臓癌と正常膵臓組織のFGF21発現レベルを解析した。本研究の動物実験は復旦大学実験動物科学部動物実験プロジェクト倫理審査の承認を受けている（承認番号：2019JS-020）。結果 長期間の前脂肪細胞条件培地は膵臓癌細胞の増殖を促進した（P<0.05）。膵臓癌細胞条件培地は前脂肪細胞の成熟分化を抑制し（P<0.01）、影響を受けた差異遺伝子は脂質代謝経路に有意に富集していた。FGF21は前脂肪細胞の成熟分化を促進し（P<0.01）、膵臓癌細胞による前脂肪細胞の成熟分化抑制作用を拮抗した（P<0.05）。この効果はFGF21による脂質生成遺伝子発現の上方制御と関連していた。Con群と比較してModel群のマウスは腫瘍がより速く成長し（P<0.05）、腫瘍重量がより高く（P<0.01）、腫瘍線維化の程度が高く、コラーゲン線維が豊富であり、α-SMA（P<0.01）、FAP（P<0.01）タンパク質発現が上昇し、Pref-1タンパク質発現に有意差はなかった（P>0.05）。Model群と比較してFGF21群のマウスは腫瘍増殖が遅く（P<0.05）、腫瘍重量が低く（P<0.01）、腫瘍線維化が減少し、コラーゲン線維が減少し、α-SMA（P<0.05）、FAP（P<0.01）、Pref-1（P<0.05）タンパク質発現が減少した。膵臓癌におけるFGF21発現は正常膵臓組織より低下していた。結論 前脂肪細胞は腫瘍微小環境の影響下で線維芽細胞様表現型を維持し、膵臓癌の線維化変化と悪性増殖を促進し、FGF21は前脂肪細胞の成熟分化を促進することにより膵臓癌を抑制する可能性がある。

膵臓癌;線維化;前脂肪細胞;脂肪分化;線維芽細胞成長因子21