Establishment of a novel thyroid culture system and elucidation of the mechanism of thyroid carcinogenesis

• Project/Area Number: 17J04061
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Tumor biology
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 齋藤 慶幸 慶應義塾大学, 医学研究科, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2017-04-26 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: 甲状腺 / オルガノイド / 甲状腺癌 / 培養 / 幹細胞 / 発癌メカニズム

Outline of Annual Research Achievements

甲状腺濾胞細胞は細胞の入れ替わりの能力が低く、遺伝子導入が可能かつ長期培養できる正常甲状腺培養方法がないことが、甲状腺発癌メカニズム等の解明の障壁となっていた。オルガノイド培養法は幹細胞を維持しながらそこから分化した細胞も含めて器官様構造体を形成する。In vivo系における生理学的特性の再現と、In vitro系での操作の容易性とが両立でき、様々な臓器における発癌メカニズムを解明する上でも新たなモデルとして注目されている。今回、甲状腺におけるオルガノイド培養法を樹立した。
樹立した正常甲状腺オルガノイドは高い細胞増殖能をもち、繰り返す継代と長期培養可能であった。また、オルガノイドは濾胞様構造を保ち、サイログロブリン合成、甲状腺刺激ホルモンによるヨウ素取り込み調整・甲状腺ホルモン合成と放出などの機能も維持されていることが確認された。更に、オルガノイドを甲状腺機能低下マウスに移植すると甲状腺様の組織を形成し、ヨウ素取り込み能とサイログロブリン合成能をみとめた。また、遺伝子導入が可能であり、遺伝子操作で作成したオルガノイドを移植すると低分化癌の組織像を示し、甲状腺癌の新たな発癌経路について報告した。
このように本研究で樹立した甲状腺オルガノイド培養法は甲状腺癌を含む甲状腺疾患の研究の新しい有用なツールと考えられる。

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] Development of a functional thyroid model based on an organoid culture system. (2018)
  • Author(s): Saito Y, Onishi N, Takami H, Seishima R, Inoue H, Hirata Y, Kameyama K, Tsuchihashi K, Sugihara E, Uchino S, Ito K, Kawakubo H, Takeuchi H, Kitagawa Y, Saya H, Nagano O.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 497 Issue: 2 Pages: 783-789
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.02.154
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] A Functional Thyroid Organoid Model (2019)
  • Author(s): Yoshiyuki Saito, Nobuyuki Onishi, Hiroshi Takami, Yoshifumi Ikeda, Ryo Seishima, Hiroyoshi Inoue, Yuki Hirata, Kaori Kameyama, Kenji Tsuchihashi, Eiji Sugihara, Shinya Uchino, Koichi Ito, Hirofumi Kawakubo, Hiroya Takeuchi, Yuko Kitagawa, Hideyuki Saya, Osamu Nagano
  • Organizer: 89th American Thyroid Association
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 甲状腺のオルガノイド培養法の樹立とその応用 (2018)
  • Author(s): 齋藤慶幸、高見博、亀山香織、川久保博文、北川雄光、佐谷秀行、伊藤公一、永野 修
  • Organizer: 第30回日本内分泌外科学会総会