Elucidation of tumor immune microenvironment using novel single-cell technology

• Project/Area Number: 19K22573
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 50:Oncology and related fields
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: Kataoka Keisuke 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (90631383)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: がん免疫 / シングルセル解析 / がん / 免疫 / 癌

Outline of Research at the Start

最近、申請者は10X Genomics技術を応用して、多数の表面マーカー解析と網羅的トランスクリプトーム解析・レパトア解析を単一細胞レベルで同時に実現できる技術を開発した（CITE-seq）。本研究では、この新規単一細胞解析技術を用いて、マウス腫瘍モデルに対してがん免疫を標的とする薬剤を投与した際のがん免疫微小環境に与える影響の網羅的な解析を試みる。将来的には、臨床検体におけるがん免疫微小環境の解析へ応用可能であり、今後のがん免疫治療戦略の改善に資すると期待される。

Outline of Final Research Achievements

In recent years, several agents targeting immune checkpoint molecules have been developed. However, the effect of such immune checkpoints and their inhibitors on tumor microenvironment remains unclear. Recently, we have developed a novel single-cell technology, which enables us to investigate transcriptome, many surface markers, and T-cell and B-cell receptor repertoires at the same single cell. Here, using this novel single-cell technology, we have investigated the role of immune checkpoint molecules and the effect of their inhibitors in mouse tumor models.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、申請者が開発した革新的な単一細胞解析技術をがん免疫分野に初めて応用する試みである。今後、臨床検体におけるがん免疫微小環境や、それらの相互作用の解析など様々な研究への応用が可能であり、がん免疫研究の進展に大いに貢献できることが期待される。さらに、本研究性からに基づいて、がん免疫を標的とする薬剤の最適な組み合わせが検討されたり、バイオマーカー開発が進んだりすることが期待され、今後のがん免疫を標的とした治療戦略の改善に資すると予想される。

Research Products

• [Presentation] Dissecting multicellular ecosystems of HTLV-1 infection and ATL by multi-omics single cell analysis (2020)
  • Author(s): Junji Koya, Yuki Saito, Takuro Kameda, Yasunori Kogure, Marni B. McClure, Sumito Shingaki, Kota Yoshifuji, Mariko Tabata, Kazuya Shimoda, Keisuke Kataoka
  • Organizer: 第79会日本癌学会学術総会
• [Presentation] Dissecting multicellular ecosystems of HTLV-1 infection and ATL by multi-omics single cell analysis (2020)
  • Author(s): Junji Koya，Yuki Saito，Takuro Kameda，Yasunori Kogure， Marni McClure，Sumito Shingaki，Kota Yoshifuji，Mariko Tabata， Ayako Kamiunten，Kotaro Shide，Kazuya Shimoda，Keisuke Kataoka
  • Organizer: 第82回日本血液学会学術集会
• [Presentation] Dissecting Multicellular Ecosystems of HTLV-1 Infection and ATL By Multi-Omics Single Cell Analysis (2020)
  • Author(s): Junji Koya, Yuki Saito, Takuro Kameda, Yasunori Kogure, Marni B McClure, Sumito Shingaki, Mariko Tabata, Ayako Kamiunten, Kotaro Shide, Kazuya Shimoda, Keisuke Kataoka
  • Organizer: 62nd American Society of Hematology Annual Meeting
  • Int'l Joint Research