腸管上皮幹細胞再生におけるAscl2シグナルの役割とがん幹細胞制御法開発への応用

• Project/Area Number: 21K07145
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 50010:Tumor biology-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research (2022); Chiba University (2021)
• Principal Investigator: 村田 和貴 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (80894295)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 知明 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); 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)
• Keywords: 大腸がん / 幹細胞 / 再生 / 腸管幹細胞 / 腸管上皮細胞可塑性 / がん幹細胞特性 / 単一細胞解析 / モデルマウス / ヒト組織由来オーガノイド

Outline of Research at the Start

申請者は、腸管上皮幹細胞が再生される過程で非幹細胞上皮が幹細胞特異的転写因子を発現し、リプログラムすることで幹細胞を再生する新たなモデルを世界に先駆けて提唱した。これまでの大腸組織幹細胞再生におけるWnt―Ascl2―IL11ra1の知見に基づき、腸管上皮の幹細胞をlineage tracingできる Lgr5-DTR-GFPモデルマウス及び3次元オルガノイド培養と最新の単一細胞レベルでの解析(scRNA-seq/scA T AC-seq)技術を組み合わせ、大腸の幹細胞再生制御メカニズムの新たな分子基盤を明らかにする。このメカニズムを解明することにより難治がんの革新的治療法開発が期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

下部消化管上皮幹細胞特異的転写因子Ascl2の大腸がん幹細胞再生における役割を理解するにあたり、本研究では主に２つの実験試料を使用する。一つは大腸がん幹細胞を特異的に死滅できるよう遺伝子操作した大腸がん患者由来オーガノイドであり、もう一つは大腸がん幹細胞を特異的に死滅できるよう遺伝子操作したモデルマウスである。前者は前所属大学の大学病院で分与される大腸がん患者検体からオーガノイドを作製し遺伝子操作を実施する計画であったが困難となったため、他大学から目的となる大腸がん患者由来オーガノイドを分与頂くことで大腸がん患者由来オーガノイドを用いた実験を行う目処がついた。後者のモデルマウスは分与にあたり、アメリカの分与者との間での手続きが遅延し入手が困難な状況であった。しかし当該マウスを輸入するに至り、研究を進めるためにマウスの清浄化を実施した。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

実験試料入手に大変な時間がかかり、実験を遂行することが困難であったため。

Strategy for Future Research Activity

実験に用いる試料を入手できたため、計画にある実験を遂行する。研究遂行にあたり遺伝子操作の効率が悪く、予定より時間がかかる可能性があるが、実施する実験の量を増やすことにより対処できると考える。