単一細胞の網羅的遺伝子発現プロファイルの統合解析による乳がん組織不均一性の解明

• Project/Area Number: 16J40231
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Pathological medical chemistry
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 富永 香菜 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 特別研究員(RPD)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2017: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 乳がん / がん幹細胞 / セマフォリン / １細胞解析 / 1細胞解析 / 癌幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

我が国において乳がんは女性で最も罹患数が高いがんであり、今後も患者数や死亡者数の増加が懸念されている。近年の研究により、正常幹細胞と同様に自己複製し、非対称性分裂により分化する特徴を持つ、がん幹細胞とよばれる少数の細胞集団が、腫瘍の発生や転移、再発の原因であると考えられている。本研究では、がん幹細胞を腫瘍細胞のヒエラルキーの頂点としたがん組織の多様性・可塑性の実態の解明を目的とする。具体的には、すでに収集済みの乳がん臨床検体2例（トリプルネガティブタイプ）について、我々が発見した新規乳がん幹細胞様細胞マーカーであるNeuropilin1 (NP1)が陽性の分画(乳がん幹細胞濃縮群)と陰性分画(コントロール群) をFlow cytometryにて各々分取し、Fluidigm　C１ single cell-prep systemにより単一細胞を回収した。回収した細胞より抽出したRNAからタグ付けした断片化cDNAライブラリーを作製し、次世代シーケンサーで解析した。結果、NP1陽性と陰性で分散が異なる遺伝子群についてNP1陽性群のほうに従来のがん幹細胞に関わる遺伝子群と神経軸索伸長に関与する遺伝子群が非常に濃縮することが明らかになった。NP1陽性細胞群の中から高発現している遺伝子を数個選び、qPCRを用いて発現を確認することにより、がん幹細胞の維持に関与すると予測される新規の分子標的候補を同定した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Signaling Factors Involved in Self-Renewal of Breast Cancer Stem-like Cells (2018)
  • Author(s): Kana Tominaga
  • Journal Title: Cancer Studies Volume: 2(1) Pages: 1-11
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Semaphorin signaling via MICAL3 induces symmetric cell division to expand breast cancer stem-like cells (2018)
  • Author(s): Tominaga, K., Minato, H., Murayama, T., Sasahara, A., Nishimura, T., Kiyokawa, E., Kanauchi, H., Shimizu, S., Sato, A., Nishioka, K., Tsuji, E., Yano, M., Ogawa, T., Ishii, H., Mori, M., Akashi, K., Okamoto, K., Tanabe, M., Tada, K., Tojo, A., Gotoh, N.
  • Journal Title: Proceedings of the National Academy of Sciences Volume: 116 Issue: 2 Pages: 625
  • DOI: 10.1073/pnas.1806851116
  • URL: https://pure.teikyo.jp/en/publications/27ae2888-ba87-4c3b-8682-38ab484315f4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intratumoral bidirectional transitions between epithelial and mesenchymal cells in triple-negative breast cancer. (2017)
  • Author(s): Yamamoto, M., Sakane, K., Tominaga, K., Gotoh, N., Niwa, T., Kikuchi, Y., Tada, K., Goshima, N., Semba, K. and Inoue, J.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 1210-1222
  • DOI: 10.1111/cas.13246
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The RB?IL-6 axis controls self-renewal and endocrine therapy resistance by fine-tuning mitochondrial activity (2017)
  • Author(s): Kitajima S、Yoshida A、Kohno S、Li F、Suzuki S、Nagatani N、Nishimoto Y、Sasaki N、Muranaka H、Wan Y、Thai T C、Okahashi N、Matsuda F、Shimizu H、Nishiuchi T、Suzuki Y、Tominaga K、Gotoh N、Suzuki M、Ewen M E、Barbie D A、Hirose O、Tanaka T、Takahashi C
  • Journal Title: Oncogene Volume: 36 Issue: 36 Pages: 5145-5157
  • DOI: 10.1038/onc.2017.124
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] An autocrine/paracrine circuit of growth differentiation factor (GDF) 15 has a role for maintenance of breast cancer stem-like cells. (2017)
  • Author(s): Sasahara A, Tominga K, Nishimura T,Yano M, Kiyokawa E, Noguchi Miki, Noguchi Masakuni, Kanauchi H, Ogawa T, Minato H, Tada K, Seto Y, Tojo A, Gotoh N.
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 8 Issue: 15 Pages: 24869-24881
  • DOI: 10.18632/oncotarget.15276
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Addiction to the IGF2-ID1-IGF2 circuit for maintenance of the breast cancer stem-like cells (2017)
  • Author(s): Tominaga K, Shimamura T, Kimura N, Murayama T, Matsubara D, Kanauchi H, Niida A, Shimizu S, Nishioka K, Tsuji EI, Yano M, Sugano S, Shimono Y, Ishii H, Saya H, Mori M, Akashi K, Tada KI, Ogawa T, Tojo A, Miyano S, Gotoh N
  • Journal Title: Oncogene Volume: 36(9) Issue: 9 Pages: 1276-1286
  • DOI: 10.1038/onc.2016.293
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Semaphorin Signaling via MICAL3 Induces Symmetric Cell Division to Expand Breast Cancer Stem-Like Cells (2019)
  • Author(s): Tominaga K and Gotoh N
  • Organizer: Gordon Research Seminar・Stem Cells and Cancer
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Semaphorin-stimulated MICAL3/CRMP2/Numb axis induces symmetric cell division of breast cancer stem-like cells (2017)
  • Author(s): Tominaga K, Yano M, Ogawa T, Ishii H, Mori M, Akashi A, Tada K, Tojo A and Gotoh N
  • Organizer: 第76回日本癌学会学術総会
• [Presentation] MICAL3 regulates symmetrical cell division of human breast cancer stem cells. (2016)
  • Author(s): Tominaga K., Kanauchi H., Yano M., Ogawa T., Tada K., Tojo A. and Gotoh N.
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-11-30
• [Presentation] MICAL3 regulates symmetrical cell division of human breast cancer stem cells. (2016)
  • Author(s): Tominaga K., Kanauchi H., Yano M., Ogawa T., Tada K., Tojo A. and Gotoh N.
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2016-10-06
• [Presentation] Semaphorin/MICAL3/CRMP2 Regulates Tumor Initiating Activity in Human Breast Cancer Stem Cells. (2016)
  • Author(s): Tominaga K., Kanauchi H., Yano M., Ogawa T., Tada K., Tojo A. and Gotoh N.
  • Organizer: 第41回内藤コンファレンス、がんの多様性・可塑性と治療抵抗性
  • Place of Presentation: シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ（北海道札幌市）
  • Year and Date: 2016-07-05
• [Presentation] MICAL3 regulates symmetrical self-renewal in human breast cancer stem cells. (2016)
  • Author(s): Tominaga K. and Gotoh N.
  • Organizer: 第20回日本がん分子標的治療学会学術総会
  • Place of Presentation: 別府国際コンベンションセンター（大分県別府市）
  • Year and Date: 2016-05-30
• [Presentation] MICAL3 regulates tumor initiating activity in human breast cancer stem cells. (2016)
  • Author(s): Tominaga K., Tada T., Tojo A. and Gotoh N.
  • Organizer: 第14回幹細胞シンポジウム
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • Year and Date: 2016-05-20
• [Book] 細胞 2017年3月号 (2017)
  • Author(s): 富永香菜、後藤典子
  • Publisher: ニューサイエンス社
• [Book] 細胞 2016年8月臨時増刊号 (2016)
  • Author(s): 富永香菜、後藤典子
  • Publisher: ニューサイエンス社
• [Remarks] 国立がん研究センター研究所 がん分化制御解析分野
  • URL: http://www.nccri.ncc.go.jp/s007/index.html
• [Remarks] 東京大学医科学研究所 分子療法分野／がん分子標的研究グループ
  • URL: http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/system-seimei/index.htm