Study of the mechanism of colorectal cancer and drug sensitivity using patient-derived xenograft(PDX)

• Project/Area Number: 17K10658
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Digestive surgery
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: Tomita Naohiro 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (00252643)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山野 智基 兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00599318)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2017: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
• Keywords: PDX / 薬剤感受性 / 大腸癌 / 小腸癌 / primary culture / 抗癌剤 / 個別化療法 / ヌードマウス / primarry culture / FOLFOXIRI / 前臨床試験 / 薬剤耐性 / 病態 / Xenograft

Outline of Final Research Achievements

We established the patient-derived xenograft (PDX) by transplanting surgically-resected tumor tissue subcutaneously to the flank of mude mouse and some cell lines were also established. Most genetic alterations in the primary tumor were maintained in both PDX tumors and cell lines. By using these PDX tumors and cell lines, in vivo and in vitro analysis of drug sensitivity can be performed.
In conclusion, PDX which is established from patient tumor tissue is considered to be very useful for clinical application of individual chemotherapy, especially in rare tumor such as small bowel carcinoma in which large randomized controlled trial is quite difficult.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

癌研究は、手術時摘出検体の癌組織を用いて行われることが多いが、採取される組織量は限られており、継続した研究は困難である。その点、患者の癌組織から採取されてヌードマウス皮下腫瘍として継代可能な患者由来ゼノグラフト(patient-derived xenograft: PDX)は元の腫瘍組織における遺伝子変化の多くを保持しており、これを用いた抗癌剤感受性試験で患者に有効な薬剤選択を行うことが可能である。すなわち、個別化化学療法への臨床応用として極めて有用である。また小腸癌など、標準治療策定のために通常行われる大規模臨床試験が困難な希少癌腫においては、このPDXの有用性は大きいと期待される。

Research Products

• [Journal Article] A patient-derived xenograft and a cell line derived from it form a useful preclinical model for small bowel adenocarcinoma (2020)
  • Author(s): Tomoki Yamano, Shuji Kubo, Naohiro Tomita
  • Journal Title: Cancer Medicine Volume: 00 Issue: 10 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1002/cam4.2986
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] A patient-derived xenograft model demonstrates the effectiveness of combined oxaliplatin and 5-fluorouracil for advanced small bowel adenocarcinoma. (2019)
  • Author(s): Yamano Tomoki, Song Jihyung, Kimura Kei, Babaya Akihito, Hamanaka Michiko, Kataoka Kozo, Beppu Naohito, Noda Masafumi, Ikeda Masataka, Tomita Naohiro
  • Organizer: American Association for Cancer Research (AACR)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 希少がんである小腸腺癌に対する基礎研究モデルの構築 (2019)
  • Author(s): 山野 智基, 宋 智亨, 木村 慶, 馬場谷 彰仁, 濵中 美千子, 片岡 幸三, 別府 直仁, 野田 雅史, 内野 基, 池田 正孝, 池内 浩基, 冨田 尚裕
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 当科におけるPatient derived xenograft(PDX)作成の現状と将来について (2019)
  • Author(s): 山野 智基, 木村 慶, 馬場谷 彰仁, 濵中 美千子, 片岡 幸三, 別府 直仁, 内野 基, 池田 正孝, 池内 浩基, 冨田 尚裕
  • Organizer: 第74回日本消化器外科学会総会
• [Presentation] 【転移における組織間相互作用】腹腔内へのPDX由来直腸癌細胞播種は肝・脾への遠隔転移を起こす． (2019)
  • Author(s): 山野 智基, 久保 秀司, 小湊 智子, 木村 慶, 池田 正孝, 冨田 尚裕
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] Patient derived xenograft (PDX)を用いた大腸癌併用化学療法の検討 (2018)
  • Author(s): 山野智基， 宋智亨， 木村慶， 馬場谷彰仁， 濵中美千子， 小林政義， 塚本潔， 野田雅史， 池田正孝， 冨田尚裕
  • Organizer: 第73回日本消化器外科学会総会
• [Presentation] Patient derived xenograft (PDX)を用いた大腸癌併用化学療法の検討 (2018)
  • Author(s): 山野智基， 宋智亨， 木村慶， 馬場谷彰仁， 濵中美千子， 小林政義， 塚本潔， 野田雅史， 池田正孝， 冨田尚裕
  • Organizer: 第73回日本消化器外科学会