肺癌オルガノイドライブラリーを用いた肺癌シグナル経路異常の解明

Research Project

Project/Area Number	21H02765
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research Institution	Keio University
Principal Investigator	安田浩之慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (70365261)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥15,730,000 (Direct Cost: ¥12,100,000、Indirect Cost: ¥3,630,000) Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000) Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywords	肺癌 / シグナル経路異常 / オルガノイド / シグナル
Outline of Research at the Start	癌細胞のゲノム・エピゲノム異常は、癌細胞におけるシグナル経路異常をもたらし癌としての表現型を構築する。申請者らは世界最大規模の患者由来肺癌オルガノイドライブラリーを構築するとともに、肺癌の分子異常の多様性を明らかにした。本研究の目的は、この独自の研究基盤を最大限活用し、分子異常が肺癌細胞のシグナル経路異常・依存性を規定するメカニズムを解明するとともに、肺癌細胞特異的に依存するシグナル経路を同定することである。本研究が進むことで、肺癌生物学理解を深化させるとともに治療法開発に直結する知見を取得することが可能になる。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、肺癌細胞における癌細胞特異的なシグナル依存性を明らかにするとともに、その分子メカニズムを明らかにすることである。そのために我々は肺癌患者由来のオルガノイドを用いた実験系の確立を行った。具体的には、患者由来肺癌オルガノイドの効率的培養条件の検討を行った。また、肺癌細胞の特徴を知る上で非癌肺細胞のコントロールが必要であると考え、患者由来の肺胞細胞あるいは気道上皮細胞からのオルガノイド樹立も行った。ここでも培養条件の検討を繰り返し行った。その結果、非癌肺細胞および肺癌細胞由来のオルガノイドの培養条件の効率化をすすめることができた。これら改善した培養条件により、様々な特徴をもつ肺癌オルガノイド樹立に成功した。樹立した肺癌オルガノイドに対しては、それぞれのオルガノイドが有する分子異常（遺伝子変異、遺伝子発現異常）を明らかにするため各種網羅的分子プロファイリングを行った。具体的には、全エクソーム解析やRNAシークエンスなどを行った。さらに、肺癌細胞の分子異常とシグナル依存性の関係を明らかにするため、ニッチ依存性解析（オルガノイド培養のなかでの増殖因子（ニッチ因子）を添加あるいは除去したうえでオルガノイドの増殖能を評価する実験系）やCRISPR/Cas9ノックアウトライブラリーを用いた研究を進めている。その中で、ある分子異常を有する特定のサブグループのラインで、肺癌細胞特異的なシグナル依存性を明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 肺癌オルガノイド樹立も順調に進んでおり、培養条件も改善されてきている。肺癌細胞特異的に依存するシグナルも部分的に同定されてきており、おおむね順調に進展していると判断した。
Strategy for Future Research Activity	2022年度までに確立した研究基盤をもちいて、さらに肺癌の分子異常とシグナル依存性の関係を明らかにしていく。また、肺癌におけるさらに詳細なサブグループに関する研究も進めるため、継続してオルガノイド樹立、網羅的分子異常把握も進めていく。