3D膵癌オルガノイドモデルを用いた新たな癌細胞死形態とそれに伴う浸潤機構の解明

• Project/Area Number: 18K08708
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 森山 大樹 九州大学, 大学病院, 准教授 (70586859)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寅田 信博 九州大学, 大学病院, 臨床検査技師 (00398075) ; 大内田 研宙 九州大学, 大学病院, 講師 (20452708) ; 鬼丸 学 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (80529876) ; 水元 一博 九州大学, 大学病院, 准教授 (90253418)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 膵癌 / 細胞死 / necroptosis / 微小環境 / 膵癌オルガノイド / 細胞死形態 / 癌微小環境

Outline of Annual Research Achievements

本研究では癌組織で恒常的に起こっている細胞死形態、あるいは治療によって誘導される 細胞死形態が癌浸潤機構に与える役割について明らかにすることを目的とする。
実際に癌組織内で細胞死がどのような役割を担っているのかを解明するために、ヒト膵癌組織、自然発癌マウスモデル(KPCマウス)からprimarycultureで樹立した癌細胞や膵癌細胞株を用いて、2次元培養や3次元コラーゲン培養、3次元オルガノイドなど各種培養条件下で起こる細胞死形態について死細胞染色などを用いて検討する。まず、ヒト膵癌切除標本を用いた免疫染色において、膵癌細胞においてnecroptosisの実行に必要なRIP3やMLKLが発現していることを確認した。また、複数のヒト膵癌細胞株、KPCマウス由来の膵癌細胞を用いた実験で、RIP3とMLKLを同時に高発現している膵癌細胞においてのみ薬剤によるnecroptosisの誘導が可能であることが分かった。また、ヒトの膵癌細胞におけるnecroptosis関連タンパクの発現解析によってnecroptosisを起こした膵癌細胞の上清内において、特異的にMacrophage Inflammatory Protein-3(MIP3A)やC-X-C motif chemokine 5(CXCL5)の発現が上昇していることが分かり、CXCL5のレセプターであるC-X-C chemokine receptor type 2(CXCR2)を阻害薬SB225002で阻害するとnecroptosisの上清によって亢進していた膵癌細胞の遊走・浸潤能に対して阻害効果が見られた。これらの結果から、浸潤部の膵癌細胞におけるnecroptosisは、CXCL5-CXCR2経路を介して膵癌細胞の遊走、浸潤能を増強していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

膵癌細胞におけるnecroptosisの遊走、浸潤能に与える影響およびそのシグナル経路を明らかにし、原著論文を含む複数の発表を行うことができた。

Strategy for Future Research Activity

今後は、necroptosisの今回判明した経路以外の微小環境に与える影響や、膵癌におけるnecroptosisの制御についての解明を進め、実臨床での治療戦略につなげることを目指す。

Research Products

• [Journal Article] Necroptosis in Pancreatic Cancer Promotes Cancer Cell Migration and Invasion by Release of CXCL5 (2020)
  • Author(s): Yohei Ando, Kenoki Ohuchida , Yoshiki Otsubo, Shin Kibe, Shin Takesue, Toshiya Abe, Chika Iwamoto, Koji Shindo, Taiki Moriyama, Kohei Nakata, Yoshihiro Miyasaka, Takao Ohtsuka, Yoshinao Oda, Masafumi Nakamura
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0228015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Necroptosis in Pancreatic Cancer Promotes Cancer Cell Migration and Invasion by Release of CXCL5 (2019)
  • Author(s): Ando Y, Ohuchida K, Otsubo Y, Sagara A, Kibe S, Takesue S, Nakayama M, Shindo K, Moriyama T, Nakata K, Ohtsuka T, Mizumoto K, Nakamura M
  • Organizer: The 50th Annual Meeting of the American Pancreatic Association(APA)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 膵癌細胞への異なった細胞死誘導による遊走・浸潤能への影響の比較 (2019)
  • Author(s): 安藤陽平、大内田研宙、岐部晋、武居晋、中山宏道、森山大樹、仲田興平、宮坂義浩、大塚隆生、中村雅史
  • Organizer: 第74回日本消化器外科学会総会
• [Presentation] 膵癌細胞のnecroptosisによって放出されるCXCL5は膵癌細胞の遊走・浸潤を促進する (2019)
  • Author(s): 安藤陽平, 大内田研宙, 相良亜希子, 米永晃子, 岐部晋, 武居晋, 中山宏道, 森山大樹, 仲田興平, 宮坂義浩, 大塚隆生, 水元一博, 中村雅史
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会