Understanding of the pathogenic mechanism of canine mammary cancer using organoid culture and construction of the foundation for cancer stem cell-target therapy

• Project/Area Number: 19K06391
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
• Research Institution: Nippon Veterinary and Life Science University
• Principal Investigator: Michishita Masaki 日本獣医生命科学大学, 獣医学部, 准教授 (50434147)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 乳腺腫瘍 / 犬 / オルガノイド / 癌幹細胞 / 乳癌幹細胞 / がん幹細胞 / がん / 乳腺 / オルガノイド培養

Outline of Research at the Start

犬の乳癌は筋上皮細胞増殖および骨・軟骨増殖を示す特有な癌組織を形成する。さらに炎症性乳癌は現在確立した治療法がなく、獣医療における重要な研究課題の一つである。本研究の目的は、癌幹細胞を基軸とし、犬の乳癌の病態発生機構の解明および癌幹細胞を標的とした新規治療法の基盤の構築である。それゆえ、生体で生じる癌組織を模倣した器官様構造（オルガノイド）および犬由来乳癌組織移植モデルマウスを作出し、これらの特性解析および薬剤スクリーニングを遂行する。本研究成果は、犬に特有な乳癌の発症・病態機構を解明でき、さらに獣医療における癌幹細胞標的治療法の基盤を構築し、獣医療における革新的な治療戦略の展開が期待できる。

Outline of Final Research Achievements

Mammary tumors occur frequently in female dogs, where such tumors exhibit complexity when examined histologically. These tumors are composed not only of proliferative luminal epithelial cells, but also of myoepithelial cells and/or mesenchymal cells with cartilage and osseous tissues. The origin of this complexed histogenesis remains speculative. Understanding the properties of organoid containing cancer stem cells is of paramount importance.
In the three-dimensional organoid cultures derived from mammary tumors, the organoids showed spherical or irregular shapes, and histologically luminal formation and solid proliferation. These cells consisting of the organoids were immunohistochemically positive for CK19 and p63, suggesting the presence of both luminal epithelial and myoepithelial cells. Therefore, organoid formed in this study mimicked the tumor tissues of mammary tumor resected surgically.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、犬に特有な乳腺腫瘍の発症・病態形成機構の解明に加え、乳癌幹細胞を標的とした分子標的薬を抽出し、獣医療における新規癌治療戦略の基盤構築に貢献できる。さらに、ヒトの癌基礎研究だけでなく、ヒト医療に社会還元することが期待できる極めて重要な獣医学から医学へのトランスレーショナル研究である。

Research Products

• [Journal Article] In vitro anticancer effects of alpelisib against PIK3CA-mutated canine hemangiosarcoma cell lines (2022)
  • Author(s): Maeda M, Ochiai K, Michishita M, Morimatsu M, Sakai H, Kinoshita N, Sakaue M, Onozawa E, Azakami D, Yamamoto M, Ishioka K, Sadahira T, Watanabe M, Tanaka Y.
  • Journal Title: Oncology Reports Volume: 47 Issue: 4 Pages: 84-84
  • DOI: 10.3892/or.2022.8295
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Primary pulmonary diffuse large B-cell lymphoma associated with feline leukaemia virus infection in a young cat (2022)
  • Author(s): Ishikawa K, Nagashima T, Machida Y, Yasuda A, Yoshida K, Fujita M, Ochiai K, Azakami D, Michishita M.
  • Journal Title: JFMS Open Rep . Volume: 8 Issue: 1 Pages: 205511692210742-205511692210742
  • DOI: 10.1177/20551169221074240
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A case of juvenile form of dilated cardiomyopathy in a 6-month-old Shiba Inu dog (2022)
  • Author(s): Shimizu Koichi, Suzuki Ryohei, Ikeda Yoshitaka, Mochizuki Yohei, Teshima Takahiro, Michishita Masaki, Matsumoto Hirotaka, Koyama Hidekazu
  • Journal Title: Canadian Veterinary Journal Volume: 63 Pages: 152-156
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gastric Plasmacytoma with Immunoglobulin Lambda Light Chain Deposition in a Dog (2021)
  • Author(s): Hanari Naoki、Nagashima Tomokazu、Machida Yukino、Kubo Yoshiaki、Hamamoto Yuji、Kamiie Junichi、Ochiai Kazuhiko、Azakami Daigo、Michishita Masaki
  • Journal Title: Journal of Comparative Pathology Volume: 187 Pages: 7-10
  • DOI: 10.1016/j.jcpa.2021.06.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Molecular characterization of canine <scp>SHP2</scp> mutants and anti‐tumour effect of <scp>SHP2</scp> inhibitor, <scp>SHP099</scp> , in a xenograft mouse model of canine histiocytic sarcoma (2021)
  • Author(s): Tani Hiroyuki、Miyamoto Ryo、Nagashima Tomokazu、Michishita Masaki、Tamura Kyoichi、Bonkobara Makoto
  • Journal Title: Veterinary and Comparative Oncology Volume: 20 Issue: 1 Pages: 109-117
  • DOI: 10.1111/vco.12751
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of Nestin in the Progression of Canine Mammary Carcinoma. (2021)
  • Author(s): Yoshimura H, Moriya M, Yoshida A, Yamamoto M, Machida Y, Ochiai K, Michishita M, Nakagawa T, Matsuda Y, Takahashi K, Kamiya S, Ishiwata T
  • Journal Title: Vet Pathol. Volume: 58 Issue: 5 Pages: 994-1003
  • DOI: 10.1177/03009858211018656
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A canine case of malignant melanoma carrying a KIT c.1725_1733del mutation treated with toceranib: a case report and in vitro analysis (2021)
  • Author(s): Tani Hiroyuki、Miyamoto Ryo、Noguchi Syunya、Kurita Sena、Nagashima Tomokazu、Michishita Masaki、Yayoshi Naoko、Tamura Kyoichi、Bonkobara Makoto
  • Journal Title: BMC Veterinary Research Volume: 17 Issue: 1 Pages: 147-147
  • DOI: 10.1186/s12917-021-02864-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Understanding of tumourigenesis in canine mammary tumours based on cancer stem cell research (2020)
  • Author(s): Masaki Michishita
  • Journal Title: The Veterinary Journal Volume: 265 Pages: 105560-105560
  • DOI: 10.1016/j.tvjl.2020.105560
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Generation of Insulin-Producing Cells from Canine Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stem Cells (2020)
  • Author(s): Teshima T, Okamoto K, Dairaku K, Nagashima T, Michishita M, Suzuki R, Matsumoto H, Koyama H.
  • Journal Title: Stem cells International Volume: 18 Pages: 8841865-8841865
  • DOI: 10.1155/2020/8841865
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel canine isocitrate dehydrogenase 1 mutation Y208C attenuates dimerization ability (2020)
  • Author(s): Kawakami S, Michishita M, Sakaue M, Morimatsu M, Uemura M, Kashiwagi N, Maeda M, Machida Y, Azakami D, Egusa AS, Onozawa E, Ishioka K, Watanabe M, Tanaka Y, Omi T, Ochiai K.
  • Journal Title: Oncology Letters Volume: 20 Issue: 6 Pages: 351-351
  • DOI: 10.3892/ol.2020.12214
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] FGFR4 Inhibitor BLU9931 Attenuates Pancreatic Cancer Cell Proliferation and Invasion While Inducing Senescence: Evidence for Senolytic Therapy Potential in Pancreatic Cancer (2020)
  • Author(s): Sasaki N, Gomi F, Yoshimura H, Yamamoto M, Matsuda Y, Michishita M, Hatakeyama H, Kawano Y, Toyoda M, Korc M, Ishiwata T.
  • Journal Title: Cancers (Basel) Volume: 12 Issue: 10 Pages: 2976-2976
  • DOI: 10.3390/cancers12102976
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Primary Lymphangiosarcoma of the Urinary Bladder in a dog (2020)
  • Author(s): Michishita M, Ishizaki Y, Konnai M, Machida Y, Nakahira R, Hatakeyama H, Yoshimura H, Yamamoto M, Soeta S, Ochiai K, Misawa K, Yugeta N, Azakami D.
  • Journal Title: Journal of Comparative Pathology Volume: 179 Pages: 31-35
  • DOI: 10.1016/j.jcpa.2020.06.014
• [Journal Article] Ganglioside GM2, highly expressed in the MIA PaCa-2 pancreatic ductal adenocarcinoma cell line, is correlated with growth, invasion, and advanced stage (2019)
  • Author(s): Sasaki Norihiko、Hirabayashi Kenichi、Michishita Masaki、Takahashi Kimimasa、Hasegawa Fumio、Gomi Fujiya、Itakura Yoko、Nakamura Naoya、Toyoda Masashi、Ishiwata Toshiyuki
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Issue: 1 Pages: 19369-19369
  • DOI: 10.1038/s41598-019-55867-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Diffuse Pulmonary Meningotheliomatosis with Sarcomatous Transformation in a Shiba Dog. (2019)
  • Author(s): Michishita M, Fujiwara-Igarashi A, Suzuki S, Hatakeyama H, Machida Y, Yoshimura H, Yamamoto M, Azakami D, Ochiai K, Ishiwata T, Fujita M
  • Journal Title: J Comp Pathol Volume: 171 Pages: 1-5
  • DOI: 10.1016/j.jcpa.2019.06.005
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Enhanced morphological and functional differences of pancreatic cancer with epithelial or mesenchymal characteristics in 3D culture. (2019)
  • Author(s): Shichi Y, Sasaki N, Michishita M, Hasegawa F, Matsuda Y, Arai T, Gomi F, Aida J, Takubo K, Toyoda M, Yoshimura H, Takahashi K, Ishiwata T.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 9 Issue: 1 Pages: 10871-10871
  • DOI: 10.1038/s41598-019-47416-w
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Metabolite profiling in sphere-forming cells from canine mammary adenocarcinoma cell lines using gas chromatography-mass spectrometry (2019)
  • Author(s): Michishita M, Saito N, Nozawa S, Furumoto R, Nakagawa T, Sato T, Ochiai K, Azakami D, Katayama K, Nakahira R, Tazaki H, Machida Y, Ishiwata T.
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 81 Issue: 9 Pages: 1238-1248
  • DOI: 10.1292/jvms.19-0194
  • NAID: 130007701651
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Malignant rhabdoid tumor of the musk gland and systemic T-cell lymphoma in a masked palm civet (<i>Paguma larvata</i>) (2019)
  • Author(s): Machida Y, Michishita M, Yoshimura H, Kato T, Hayama SI, Takahashi K.
  • Journal Title: Journal of Veterinary Medical Science Volume: 81 Issue: 7 Pages: 975-979
  • DOI: 10.1292/jvms.18-0616
  • NAID: 130007677809
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 2次元培養と3次元培養による膵癌培養細胞株の形態・昨日変化と薬剤感受性の検討 (2021)
  • Author(s): 石渡俊行、南風花、佐々木紀彦、志智優樹、五味不二也、道下正貴、豊田雅士
  • Organizer: 第110回日本病理学会総会
• [Presentation] FGFR4 inhibitor BLU9931 induces cellular senescence in pancreatic ductal adenocarcinoma cell lines promoting sensitivity to senolytic therapy (2021)
  • Author(s): Norihiko Sasaki, Fujiya Gomi, Hisashi Yoshimura, Masami Yamamoto, Yoko Matsuda, Masaki Michishita, Hitoshi Hatakeyama, Yoichi Kawano, Yoko Itakura, Masashi Toyoda, Murray Korc, Toshiyuki Ishiwata
  • Organizer: 米国癌学会（AACR2021）
• [Presentation] がん幹細胞研究を基盤とした、新規がん治療を目指した分子標的阻害剤の探索 (2021)
  • Author(s): 道下正貴
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 犬の心基底部甲状腺癌の一例：心膜液セルブロック生検の有用性 (2021)
  • Author(s): 林 浩輝、鈴木 亮平、湯地 勇之介、町田 雪乃、道下 正貴
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 犬の口唇腫瘍の回顧的研究 (2021)
  • Author(s): 石川 健人、町田 雪乃、野上 英、原田 知享、道下 正貴
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 猫のリンパ腫におけるEZH2およびH3K27me3の免疫組織学的検索 (2021)
  • Author(s): 石川 里奈、町田 雪乃、道下 正貴
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] ウサギの精巣腫瘍の免疫組織学的検索 (2021)
  • Author(s): 廣濱 美帆、町田 雪乃、鈴木 学、道下 正貴
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 猫乳癌細胞株におけるCDK4/ 6 阻害剤Palbociclibのin vitro抗腫瘍効果 (2021)
  • Author(s): 遠藤 美咲、落合 和彦、町田 雪乃、呰上 大吾、中川 貴之、道下 正貴
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 犬の乳腺腫瘍オルガノイドの樹立 (2021)
  • Author(s): 柴田 律、町田 雪乃、榎本 竜也、木下 那由多、道下 荘、羽成 直己、 呰上 大吾、落合 和彦、道下 正貴
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 猫の膵外分泌腺癌株化細胞Fpacc-E由来のsphere形成細胞の特性解析 (2021)
  • Author(s): 兵頭 あかね、町田 雪乃、落合 和彦、小野沢 栄里、呰上 大吾、道下 正貴
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] イヌとヒトで異なるRAD51分子構造がDNA相同組換え修復効率におよぼす影響の検討 (2021)
  • Author(s): 植村光希、落合和彦、道下正貴、吉川泰永、前田まりか、森松正美、田中良和
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 犬口腔内悪性黒色腫由来の新たな細胞株の樹立と性状解析 (2021)
  • Author(s): 小林 太地、波多野 由依、滝沢 悠香、羽成 直己、首藤 優志、五明 彩菜、道下 正貴、呰上 大吾
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 犬の乳腺腫瘍におけるnestinの発現と悪性挙動への関与 (2021)
  • Author(s): 吉村 久志、山本 昌美、岸本 拓也、町田 雪乃、道下 正3、落合 和彦、 中川 貴之、松田 陽子、高橋 公正、石渡 俊行
  • Organizer: 第164回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 犬の膀胱腫瘤 (2020)
  • Author(s): 道下正貴
  • Organizer: 第163回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 3次元培養による膵癌培養細胞の上皮間葉系形態と機能解析 (2019)
  • Author(s): 石渡俊行、志智優樹、佐々木紀彦、道下正貴、長谷川文雄、松田陽子、新井冨生、五味不二也、相田順子、田久保海誉、豊田 雅士、吉村久志、髙橋公正
  • Organizer: 第50回日本膵臓学会大会
• [Presentation] 国内飼育下における出血を伴い突然死したペリカンの病理学的検索 (2019)
  • Author(s): 内田光俊、野々上範之、田丸正枝、中野雅功、田中 平、道下正貴
  • Organizer: 第25回日本野生動物医学会大会
• [Presentation] 犬の肺腺癌におけるヒトWHO分類に準拠した亜型分類および予後との関連性 (2019)
  • Author(s): 髙木香奈、呰上大吾、町田雪乃、落合和彦、道下正貴
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 犬のメラノーマにおけるCD271の免疫組織学的検索 (2019)
  • Author(s): 大森万里奈、町田雪乃、落合和彦、道下正貴
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 犬のリンパ腫におけるPKM2発現と臨床病理学的および病理組織学的特徴との関連性 (2019)
  • Author(s): 高添夏希、町田雪乃、野上英、原田知享、落合和彦、呰上大吾、道下正貴
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 猫の膵外分泌腺癌における幹細胞および分化マーカーの免疫組織学的検索 (2019)
  • Author(s): 岸知里、町田雪乃、鈴木学、野上英、原田知享、道下正貴
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 飼育下チーターの精巣の病理組織学的検索 (2019)
  • Author(s): 川田理紗子、堀 達也、町田雪乃、宇根有美、道下正貴
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] イヌRAD51変異が複合体形成におよぼす影響の検討 (2019)
  • Author(s): 植村光希 落合和彦 森松正美 柏木伸旭 宇埜友美子 道下正貴 呰上大吾 近江俊徳
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会
• [Presentation] 新規の犬前立腺癌株CHP-2に対するRAF阻害剤GDC-0879の抗腫瘍活性 (2019)
  • Author(s): 小林正典、大竹陽奈、斎藤千祥、長島智和、落合和彦、田村恭一、道下正貴、盆子原誠、堀達也、河上栄一
  • Organizer: 第162回日本獣医学会学術集会