Molecular mechanism of metastasis, invasion, and resistance to chemo-/radiotherapy in hepato-biliary and pancreatic malignancies

• Project/Area Number: 20K09069
• 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: Osaka International Cancer Institute
• Principal Investigator: 和田 浩志 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 消化器外科 副部長 (00572554)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山田 大作 大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (60571396) ; 長谷川 慎一郎 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 消化器外科 副部長 (60621026) ; 高橋 秀典 地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 消化器外科副部長 (90601120)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: エクソソーム / microRNA / 肝細胞癌 / 胆道癌 / 膵臓癌 / 低酸素 / オルガノイド / 肝臓癌 / 癌関連線維芽細胞 / 癌幹細胞

Outline of Research at the Start

肝胆膵領域癌（肝臓癌，胆道癌，膵臓癌）の浸潤・転移機構を解明して，治療標的を確立するために，癌細胞より分泌される細胞内情報伝達物質であるエクソソームが線維芽細胞／肝星細胞，血管内皮細胞を刺激することで，癌関連線維芽細胞（Cancer associated Fibroblasts: CAFs）への分化や前転移ニッチの形成を促進することを検証する。また，癌特異的なエクソソームの働きと内包する分子である蛋白質，mRNA，microRNAを解析することで，肝胆膵領域癌の転移・浸潤・治療抵抗性の分子機構を解明し，新たな治療標的を同定する。

Outline of Annual Research Achievements

肝胆膵領域癌における転移・浸潤・治療抵抗性に関する分子機構の解明を目的として，これまでに肝細胞癌株4種（HLE，HLF，PLC/PRF/5，HuH7）と血管内皮細胞（HuVEC）を用いて，低酸素培養下における肝癌細胞由来Exosomeに内包されるmiR-155が有意に増加しており，anti-miR-155を用いてExosomeとして分泌されるmiR-155を抑制することで，血管内皮細胞の管腔形成が阻害することを確認した。また，臨床検体を用いて，術前血清よりエクソソーム内のmiR-155発現量により高発現群と低発現群の2群に分けて検討すると，無再発生存率は高発現群で有意に不良であった。
本年度は，胆道癌切除検体からオルガノイド培養を行い21例中，検体採取時に最近混入を認めた3例を除く18例でオルガノイド培養が可能であった。そのうちマウス皮下移植にて腫瘍形成を認め，継代培養が可能であった2例に対して，二次元培養でのFDA-approved Drug Libraryを用いたCell Viability Assayにて一次スクリーニングを行い，複数の候補薬剤を抽出した。
今後は，得られた候補薬剤について二次スクリーニングおよび胆道癌に対する標準治療である塩酸ゲムシタビン＋シスプラチン療法（GC療法）との併用効果を評価するとともに，樹立した胆道癌由来オルガノイドの遺伝子発現解析を行う予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

前年度までにin vitroの実験および臨床検体を用いて検討によって，miR-155が肝細胞癌における血管新生促進および浸潤・転移に関与していることを見出すことができた。今年度は，胆道癌の切除検体を用いてオルガノイド培養を行い，継代可能なオルガノイド樹立と薬剤スクリーニングを行ったが，予定していた二次スクリーニングによる薬剤の同定と網羅的な遺伝子発現解析を行なえていないため，やや遅れていると判断する。

Strategy for Future Research Activity

切除検体からのオルガノイド作成，樹立できており，これらを用いて，研究を推進することが可能である。

Research Products

• [Journal Article] DUPAN-II normalisation as a biological indicator during preoperative chemoradiation therapy for resectable and borderline resectable pancreatic cancer (2023)
  • Author(s): Hasegawa S, Takahashi H, Akita H, Mukai Y, Mikamori M, Asukai K, Yamada D, Wada H, Fujii Y, Sugase T, Yamamoto M, Takeoka T, Shinno N, Hara H, Kanemura T, Haraguchi N, Nishimura J, Matsuda C, Yasui M, Omori T, Miyata H, Ohue M, Ishikawa O, Sakon M.
  • Journal Title: BMC Cancer Volume: 23 Issue: 1 Pages: 63-63
  • DOI: 10.1186/s12885-023-10512-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical impact of body composition on postoperative outcomes during neoadjuvant chemoradiation therapy for distal bile duct cancer (2022)
  • Author(s): Fujii W, Wada H, Hasegawa S, Mukai Y, Asukai K, Akita H, Sugase T, Yamamoto M, Takeoka T, Shinno N, Hara H, Kanemura T, Haraguchi N, Nishimura J, Yasui M, Matsuda C, Omori T, Miyata H, Ohue M, Sakon M, Takahashi H
  • Journal Title: Molecular and Clinical Oncology Volume: 16 Issue: 6 Pages: 109-109
  • DOI: 10.3892/mco.2022.2542
  • Peer Reviewed