Development of a marker for prognostic treatment of prostate cancer using a new xenograft model

Research Project

Project/Area Number	19K18565
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 56030:Urology-related
Research Institution	University of Miyazaki
Principal Investigator	藤井将人宮崎大学, 医学部, 助教 (10794373)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000) Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords	前立腺癌 / 去勢治療抵抗性 / PDX / IL13Ra2 / prostate cancer / xenograft
Outline of Research at the Start	前立腺癌組織は肉眼的にその局在の判断が困難で、かつ同一標本内でも癌の性質が多様であり、目的の（例えば高悪性度のみ）腫瘍の採取が困難である。patient derived xenograft(PDX)モデルであるKUCaPシリーズは、去勢療法への反応性と遺伝子発現に多様性を有し、臨床における前立腺癌の多様性を再現している。このモデルの使用により目的の腫瘍の採取が可能である。その特徴を用いて、去勢療法に良く反応するモデルと、早期に抵抗性を示すモデルの遺伝子発現の比較を行い、去勢療法反応性予測マーカーの同定する事を目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	進行性前立腺癌に対する一次療法は去勢治療であるが、治療経過において去勢治療抵抗性となり増悪する前立腺癌が多くみられる。治療抵抗性前立腺癌に対しては複数の治療薬が存在し、早期の導入により(治療抵抗性獲得前の使用など)治療効果が改善したなどの報告がある。しかし、去勢治療に対する反応性予測マーカーが無く、患者選択においての基準が困難である。 Patient Derived Xenograft(PDX)モデルであるKUCaPシリーズは、前立腺癌の去勢療法への反応性と遺伝子発現に多様性を有し、臨床における前立腺癌の多様性を再現している。去勢反応性のモデルと、去勢治療抵抗性モデル、去勢治療反応性前立腺癌細胞株LNCaPにおいてRNA sequenceを使用し遺伝子発現の解析を行った。去勢治療抵抗性モデルに高発現であった遺伝子IL13Ra2(インターロイキン13受容体α2)に着目し去勢反応性予測マーカー候補となる可能性について検証を行った。 KUCaP、前立腺癌細胞株のPC3,22RV1,LNCaPを使用しIL13Ra2の発現解析を行ったところ、去勢治療抵抗性群において高発現であった。次に、低発現であるLNCaPを用いて安定的にIL13Ra2の強制発現した細胞を樹立した。in vitroにおいてアンドロゲンを除去した培地で培養した結果、細胞増殖能で有意な差を認めた。in vivoの実験において、マウス皮下に移植し、マウスの去勢療法を行ったところ、腫瘍の生着率増大速度、去勢反応性において違いを認めた。治療前前立腺生検臨床検体組織を用いて免疫染色を行なったところ、後に治療抵抗性前立腺癌となった患者において有意にIL13Ra2免疫染色陽性率が高かった。IL13Ra2は前立腺癌治療効果予測マーカーとなりうる可能性がある。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の予定通りに進行している。
Strategy for Future Research Activity	作成したIL13ra2の強制発現細胞を用いて、新たなマウス移植モデルを作成し、増殖能、転移能などの評価を行う予定である。臨床検体の免疫染色に関して症例数を増やして解析予定である。血液臨床検体を用いてマーカーとなる可能性もついて検討する。