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Elucidation of the intratumor therapeutic resistance heterogeneity using single-cell transcriptome of the PDX libraries with pancreatic cancer.

Research Project

Project/Area Number 19H03732
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

NAKAMURA Masafumi  九州大学, 医学研究院, 教授 (30372741)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 仲田 興平  九州大学, 大学病院, 講師 (30419569)
宮坂 義浩  九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (40507795)
藤田 逸人  九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (40611281)
大内田 研宙  九州大学, 大学病院, 講師 (20452708)
大塚 隆生  九州大学, 医学研究院, 准教授 (20372766)
森山 大樹  九州大学, 大学病院, 准教授 (70586859)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Keywords膵癌 / PDX / シングルセル解析 / 治療抵抗性 / 腫瘍内不均一性 / 不均一性 (heterogeneity) / 患者腫瘍組織移植モデル (PDXモデル) / 患者腫瘍組織移植モデル / 不均一性(heterogeneity) / heterogeneity
Outline of Research at the Start

膵癌は代表的な難治性固形腫瘍であり予後が極めて不良であるが、その理由として早期から浸潤・転移をきたす生物学的悪性度の高さや、豊富な細胞外基質を伴う過剰な間質増生(desmoplasia)がもたらす乏血性環境による低薬剤送達性等が挙げられる。本研究では、ヒト膵癌における機能的なheterogeneityの特性を保持した患者腫瘍組織移植(patient-derived xenograft:PDX)モデルを用いることで、腫瘍内の多様な細胞集団をそのまま再現し、その多様な細胞を単一細胞レベルで網羅的発現解析を行い、これまでにない機能的な分類により、未知の機能別の細胞集団を同定する。

Outline of Final Research Achievements

To elucidate the therapeutic resistance with pancreatic cancer, we started to generate PDX models and organoids and to perform single-cell transcriptome analysis.
Firstly, we have generated 6 PDX models with pancreatic cancers and 4 PDX models with esophageal cancers. Moreover, we produced secondary transplantation PDX models, such as 4 cases with pancreatic cancer and 3 cased with esophageal cancer. We have established a stable technique for human pancreatic cancer organoids. Additionally, to introduce single-cell transcriptome analysis, we analyzed with esophageal cancers preliminarily. We classified into detailed cell types including immune cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

膵癌は難治性固形腫瘍の代表疾患であるが治療抵抗性に関する細胞集団などの機能など未だ不明な点が多い。また従来の手法で樹立された癌細胞株は本来のヒト原発巣の不均一性を完全には保持できていない。本研究で膵癌のPDXモデル・オルガノイドモデルの樹立が可能となったことで原発巣の腫瘍微小環境の不均一性をより詳細に再現することができ、さらに他の癌腫でも広く本手法の応用が可能である。さらにシングルセル解析の手法を確立したことにより、我々が樹立したヒト膵癌PDXモデルを用いた単一細胞レベルでの腫瘍微小環境の不均一性を解析することができ、化学療法の感受性や耐性獲得などの治療抵抗性の解析が可能となると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Subtypes in pancreatic ductal adenocarcinoma based on niche factor dependency show distinct drug treatment responses2022

    • Author(s)
      Shinkawa Tomohiko、Ohuchida Kenoki、Mochida Yuki、Sakihama Kukiko、Iwamoto Chika、Abe Toshiya、Ideno Noboru、Mizuuchi Yusuke、Shindo Koji、Ikenaga Naoki、Moriyama Taiki、Nakata Kohei、Oda Yoshinao、Nakamura Masafumi
    • Journal Title

      Journal of Experimental Clinical Cancer Research

      Volume: 41 Issue: 1 Pages: 89-89

    • DOI

      10.1186/s13046-022-02301-9

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Single-cell RNA-sequenceを用いた食道扁平上皮癌の免疫環境についての解析2021

    • Author(s)
      奥田翔、大内田研宙、大坪慶志輝、中村祥一、久野恭子、持田郁己、新川智彦、寅田信博、水内祐介、進藤幸治、森山大樹、仲田興平、中村雅史
    • Organizer
      第29回日本消化器関連学会週間(JDDW 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 分化型膵癌は癌関連線維芽細胞由来の微小環境因子に依存して分化度を保持している2021

    • Author(s)
      新川智彦、大内田研宙、持田郁己、小山虹輝、林昌孝、松本奏吉、岩本千佳、進藤幸治、池永直樹、仲田興平、中村雅史
    • Organizer
      第52回日本膵臓学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 膵癌における癌関連線維芽細胞由来の微小環境因子が腫瘍分化度に与える影響についての検討2021

    • Author(s)
      新川智彦、大内田研宙、持田郁己、奥田翔、大坪慶志輝、岩本千佳、進藤幸治、池永直樹、仲田興平、中村雅史
    • Organizer
      第76回日本消化器外科学会総会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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