肝癌オルガノイドを用いた肝癌微小環境中免疫学的プロファイルに関わる病態解明

• Project/Area Number: 21K07977
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 村川 美也子 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 助教 (20733851)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 朝比奈 靖浩 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 寄附講座教授 (00422692) ; 柿沼 晴 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30372444) ; 岡本 隆一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50451935)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 肝細胞癌 / オルガノイド / 肝癌微小環境 / 細胞間相互作用 / 腫瘍免疫 / iPS細胞

Outline of Research at the Start

近年、進行肝細胞癌に対する全身化学治療の選択肢が広がっているが、治療反応性を規定す
る因子は不明で、特に肝癌の免疫機構と免疫チェックポイント阻害薬の関連が注目されてい
る。本研究では、肝内免疫や肝癌ゲノム解析、そしてiPS細胞由来の新規肝細胞培養技術を統合することで、肝癌微小環境における癌細胞と免疫細胞の相互作用機構および薬物反応機序を明らかにすることを目的とする。患者由来の肝癌オルガノイドを樹立し、ゲノム異常と関連する細胞内シグナルおよび各種免疫細胞への作用を解析し、更には肝癌の難治病態や全身化学療法の治療反応性に関わるゲノム・免疫要因を同定し、治療抵抗性改善薬探索のための知的基盤形成を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

研究者らはこれまで行ってきた慢性肝炎における肝内免疫動態や肝癌ゲノムの解析に基づく知見および、独自に樹立したiPS細胞由来の新規肝細胞培養系を用いた免疫シグナルや遺伝子機能解析から得られた結果を発展的に統合し、肝癌微小環境における癌細胞と免疫細胞の相互作用機構および薬物反応機序を明らかにすることを目標として今年度の研究を行い、下記の成果を得た。
(1)患者生検検体由来肝癌オルガノイドの樹立：ヒトiPS-Hepオルガノイドの3D培養系を開発し、多数の肝細胞関連遺伝子発現が長期の継代培養を経ても保たれることを確認した。また肝癌手術時の肝切除検体の背景肝からの疾患オルガノイド構築に着手し、肝切除検体非癌部からのsingle cell化に成功した。
(2)ICIを含む全身化学療法の治療反応性を規定する分子機構の解明：ICIであるアテゾリズマブ＋ベバシズマブ（ATZ+BV）併用療法を行ったHCC患者213名の解析により、ベースラインのCRP高値が腫瘍の進行およびATZ+BV抵抗性に関連することを見出し、論文発表した（
Hepatology Research.2023 Dec 22）。更にこの結果に基づいて、炎症性サイトカインの網羅的解析や、肝癌オルガノイドと星細胞の共培養系による肝微小環境の解析に着手した。
(3)全身化学療法中の肝癌ゲノム/免疫プロファイルの経時的変化の解析：肝癌治療反応性に関わる免疫要因の同定を目指し、ICI治療前後でのリンパ球プロファイルの比較や腫瘍縮小との関連を解析した。経カテーテル肝動脈化学塞栓療法(TACE)後の変化として報告したCD14高発現単球に占めるCXCR1陽性単球（免疫制御性単球）の増加（Cell Reports.2023 Mar 28;42(3):112165）は奏功例であってもICI投与後には見られず、他の免疫動態について解析を継続している。

Research Products

• [Journal Article] Quantitative measurements of M2BPGi depend on liver fibrosis and inflammation (2024)
  • Author(s): Uojima Haruki、Yamasaki Kazumi、Sugiyama Masaya、Kage Masayoshi、Ishii Norihiro、Shirabe Ken、Hidaka Hisashi、Kusano Chika、Murakawa Miyako、Asahina Yasuhiro、Mizokami Masashi、et al.
  • Journal Title: Journal of Gastroenterology Volume: - Issue: 7 Pages: 598-608
  • DOI: 10.1007/s00535-024-02100-3
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Analysis of prognosis and background liver disease in non-advanced hepatocellular carcinoma in two decades (2024)
  • Author(s): Kaneko Shun、Asahina Yasuhiro、Murakawa Miyako、Azuma Seishin、Inada Kento、Mochida Tomohiro、Watakabe Keiya、Shimizu Taro、Tsuchiya Jun、Miyoshi Masato、Kawai-Kitahata Fukiko、Nitta Sayuri、Takahashi Marie、Fujioka Tomoyuki、Kishino Mitsuhiro、Anzai Tatsuhiko、Kakinuma Sei、Nakagawa Mina、Okamoto Ryuichi
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 19 Issue: 3 Pages: 0297882-0297882
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0297882
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Prognostic significance of C‐reactive protein in unresectable hepatocellular carcinoma treated with atezolizumab and bevacizumab (2024)
  • Author(s): Kaneko Shun、Asahina Yasuhiro、Murakawa Miyako、Akahoshi Keiichi、Tanabe Minoru、Inada Kento、Mochida Tomohiro、Watakabe Keiya、Shimizu Taro、Tsuchiya Jun、Miyoshi Masato、Kitahata‐Kawai Fukiko、Nitta Sayuri、Nakagawa Mina、Kakinuma Sei、Okamoto Ryuichi. et al.Ochanomizu Liver Conference Study Group
  • Journal Title: Hepatology Research Volume: Online ahead of print. Issue: 6 Pages: 562-574
  • DOI: 10.1111/hepr.14001
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hepatitis B surface antigen reduction is associated with hepatitis B core-specific CD8+ T cell quality (2023)
  • Author(s): Takahama Shokichi、Yoshio Sachiyo、Masuta Yuji、Murakami Hirotomo、Sakamori Ryotaro、Kaneko Shun、Honda Takashi、Murakawa Miyako、Sugiyama Masaya、Kurosaki Masayuki、Asahina Yasuhiro、Takehara Tetsuo、Appay Victor、Kanto Tatsuya、Yamamoto Takuya
  • Journal Title: Frontiers in Immunology Volume: 14
  • DOI: 10.3389/fimmu.2023.1257113
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] New chemiluminescent enzyme immunoassay for quantitative measurement of Mac-2 binding protein glycosylation isomer in chronic liver disease (2023)
  • Author(s): Uojima Haruki、Nakabayashi Kadzuki、Yamasaki Kazumi、Sugiyama Masaya、Murakawa Miyako、Asahina Yasuhiro、Mizokami Masashi、et al.
  • Journal Title: Journal of Gastroenterology Volume: 58 Issue: 12 Pages: 1252-1260
  • DOI: 10.1007/s00535-023-02043-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The early neutrophil-committed progenitors aberrantly differentiate into immunoregulatory monocytes during emergency myelopoiesis (2023)
  • Author(s): Ikeda N, Kubota H, Suzuki R, Morita M, Yoshimura A, Osada Y, Kishida K, Kitamura D, Iwata A, Yotsumoto S, Kurotaki D, Nishimura K, Nishiyama A, Tamura T, Kamatani T, Tsunoda T, Murakawa M, Asahina Y, Hayashi Y, Harada H, Harada Y, Yokota A, Hirai H, Seki T, Kuwahara M, Yamashita M, Shichino S, Tanaka M, Asano K.
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 42 Issue: 3 Pages: 112165-112165
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112165
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Factors associated with liver injury and prognosis in advanced cancer patients treated with immune checkpoint inhibitors. (2023)
  • Author(s): Kaneko S, Asahina Y, Nakagawa M, Murakawa M, Miyazaki Y, Asakage T, Fukuda S, Namiki T, Kano Y, Nagata M, Tsuchiya J, Miyoshi M, Kitahata-Kawai F, Nitta S, Itsui Y, Kakinuma S, Okamoto R.
  • Journal Title: Hepatology Reserch Volume: 53 Issue: 5 Pages: 450-459
  • DOI: 10.1111/hepr.13878
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] キャリア支援・学会・SNSに関する意識調査 2022年東部会アンケート (2023)
  • Author(s): 村川 美也子, 星川 恭子, 中川 美奈, 田中 聡司, 由雄 祥代, 須田 剛生, 阿部 和道, 黒田 英克, 飯島 尋子, 日本肝臓学会キャリア支援・ダイバーシティ推進委員東部会ワーキンググループ
  • Journal Title: 肝臓 Volume: 64 Pages: 476-486
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical Usefulness of Monitoring Muscle Volume during Atezolizumab Plus Bevacizumab Therapy in Patients with Unresectable Hepatocellular Carcinoma. (2022)
  • Author(s): Matsumoto H, Tsuchiya K, Nakanishi H, Hayakawa Y, Yasui Y, Uchihara N, Suzuki K, Tanaka Y, Miyamoto H, Ishido S, Yamada M, Keitoku T, Nobusawa T, Higuchi M, Takaura K, Tanaka S, Maeyashiki C, Tamaki N, Takahashi Y, Kurosaki M, Asahina Y, Okamoto R, Izumi N.
  • Journal Title: Cancers (Basel) Volume: 14 Issue: 14 Pages: 3551-3551
  • DOI: 10.3390/cancers14143551
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Clinical usefulness of geriatric assessment in elderly patients with unresectable hepatocellular carcinoma receiving sorafenib or lenvatinib therapy (2022)
  • Author(s): Sekiguchi Shuhei、Tsuchiya Kaoru、Yasuhiro Asahina, et al.
  • Journal Title: Cancer Reports Volume: in press Issue: 11
  • DOI: 10.1002/cnr2.1613
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Impact of eradication of hepatitis C virus on liver-related and -unrelated diseases: morbidity and mortality of chronic hepatitis C after SVR. (2022)
  • Author(s): Nakagawa M, Asahina Y, Kakinuma S, Okamoto R.
  • Journal Title: Journal of Gastroenterology Volume: 58 Issue: 4 Pages: 299-310
  • DOI: 10.1007/s00535-022-01940-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Transplantation of intestinal organoids into a mouse model of colitis (2022)
  • Author(s): Watanabe Satoshi、Kobayashi Sakurako、Ogasawara Nobuhiko、Okamoto Ryuichi、Nakamura Tetsuya、Watanabe Mamoru、Jensen Kim B.、Yui Shiro
  • Journal Title: Nature Protocols Volume: 17 Issue: 3 Pages: 649-671
  • DOI: 10.1038/s41596-021-00658-3
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Deep neural network for video colonoscopy of ulcerative colitis: a cross-sectional study (2022)
  • Author(s): Kento Takenaka, Toshimitsu Fujii, Ami Kawamoto, Kohei Suzuki, Hiromichi Shimizu, Chiaki Maeyashiki, Osamu Yamaji, Maiko Motobayashi, Akira Igarashi, Ryoichi Hanazawa, Shuji Hibiya, Masakazu Nagahori, Eiko Saito, Ryuichi Okamoto, Kazuo Ohtsuka, Mamoru Watanabe
  • Journal Title: Lancet Gastroenterol Hepatol Volume: 7 Issue: 3 Pages: 230-237
  • DOI: 10.1016/s2468-1253(21)00372-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Hepatocellular carcinoma recurrence after direct-acting antiviral therapy: an individual patient data meta-analysis (2021)
  • Author(s): Sapena V, Enea M, Torres F, Celsa C, Rios J, Rizzo GEM, Nahon P, Marino Z, Tateishi R, Minami T, Sangiovanni A, Forns X, Toyoda H, Brillanti S, Conti F, Degasperi E, Yu ML, Tsai PC, Jean K, El Kassas M, Shousha HI, Omar A, Zavaglia C, Nagata H, Nakagawa M, Asahina Y, et al
  • Journal Title: Gut Volume: in press Issue: 3 Pages: 323663-323663
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2020-323663
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Early experience of atezolizumab plus bevacizumab therapy in Japanese patients with unresectable hepatocellular carcinoma in real-world practice (2021)
  • Author(s): Hayakawa Yuka、Tsuchiya Kaoru、Yasuhiro Asahina, et al.
  • Journal Title: Investigational New Drugs Volume: 40 Issue: 2 Pages: 392-402
  • DOI: 10.1007/s10637-021-01185-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Immunoglobulin A-specific deficiency induces spontaneous inflammation specifically in the ileum (2021)
  • Author(s): Nagaishi Takashi、Watabe Taro、Kotake Kunihiko、Kumazawa Toshihiko、Aida Tomomi、et al.
  • Journal Title: Gut Volume: 71 Issue: 3 Pages: 487-496
  • DOI: 10.1136/gutjnl-2020-322873
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Deep Neural Network Accurately Predicts Prognosis of Ulcerative Colitis Using Endoscopic Images (2021)
  • Author(s): Kento Takenaka, Kazuo Ohtsuka, Toshimitsu Fujii, Shiori Oshima, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe
  • Journal Title: Gastroenterology Volume: 160 Issue: 6 Pages: 2175-2177
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2021.01.210
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tenofovir alafenamide for prevention and treatment of hepatitis B virus reactivation and de novo hepatitis. (2021)
  • Author(s): Inada K, Kaneko S, Kurosaki M, Yamashita K, Kirino S, Osawa L, Hayakawa Y, Sekiguchi S, Higuchi M, Takaura K, Maeyashiki C, Tamaki N, Yasui Y, Itakura J, Takahashi Y, Tsuchiya K, Nakanishi H, Okamoto R, Izumi N.
  • Journal Title: JGH Open Volume: 19 Issue: 9 Pages: 1085-1091
  • DOI: 10.1002/jgh3.12636
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Sofosbuvir plus velpatasvir treatment for hepatitis C virus in patients with decompensated cirrhosis: a Japanese real-world multicenter study (2020)
  • Author(s): Tahata Yuki、Hikita Hayato、Matsuura Kentaro、Takehara Tetsuo, et al.
  • Journal Title: Journal of Gastroenterology Volume: 56 Issue: 1 Pages: 67-77
  • DOI: 10.1007/s00535-020-01733-4
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 胃癌化学療法後の5年の経過で 門脈圧亢進症の増悪をきたした一例 (2024)
  • Author(s): 新井映美、緒方香菜子、村川美也子、金子俊、三好正人、小林正典、 福田将義、中川美奈、大塚和朗、朝比奈靖浩、畑千菜、大西威一郎、岡本隆一
  • Organizer: 第378回日本消化器病学会関東支部例会
• [Presentation] SVR後の肝発癌および生命予後リスク因子の解析 (2023)
  • Author(s): 村川美也子、中川美奈、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第59回日本肝臓学会総会
• [Presentation] 門脈圧亢進症/肝線維化に関連するメトトレキサート治療前リスク因子の検討 (2023)
  • Author(s): 村川美也子、金子俊、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第59回日本肝臓学会総会
• [Presentation] 肝星細胞におけるTNFAIP3の機能解析 (2023)
  • Author(s): 渡壁 慶也, 三好 正人, 柿沼 晴, 稲田 賢人, 持田 知洋, 志水 太郎, 土屋 淳, 金子 俊, 北畑 富貴子, 新田 沙由梨, 村川 美也子, 井津井 康浩, 中川 美奈, 朝比奈 靖浩, 岡本 隆一
  • Organizer: 第59回日本肝臓学会総会
• [Presentation] SVR後の肝発癌および生命予後リスク因子の解析 (2023)
  • Author(s): 村川 美也子, 中川 美奈, 朝比奈 靖浩
  • Organizer: 第27回日本肝臓学会大会（JDDW2023）
• [Presentation] ミコフェノール酸モフェチルが有効であった亜急性昏睡眠型急性肝不全を呈した免疫関連肝障害の一例 (2023)
  • Author(s): 渡辺 雅人, 藤原 俊, 村川 美也子, 金子 俊, 小林 正典, 福田 将義, 大塚 和朗, 朝比奈 靖浩, 山本 浩平, 岡本 隆一
  • Organizer: 第374回日本消化器病学会関東支部例会
• [Presentation] COVID-19罹患後にクローン病を新規発症した一例 (2023)
  • Author(s): 森本 紗生, 田村 皓子, 河本 亜美, 日比谷 秀爾, 竹中 建人, 清水 寛路, 藤井 俊光, 小林 正典, 金子 俊, 村川 美也子, 福田 将義, 朝比奈 靖浩, 大塚 和朗, 岡本 隆一
  • Organizer: 第375回日本消化器病学会関東支部例会
• [Presentation] 膵頭部癌の重粒子線治療後に胆道出血を来した一例 (2023)
  • Author(s): 哲翁 春貴, 遠藤 南, 小林 正典, 勝又 理沙, 齊藤 一真, 石堂 舜, 勝田 景統, 金子 俊, 福田 将義, 村川 美也子, 赤星 径一, 田邊 稔, 大塚 和朗, 朝比奈 靖浩, 岡本 隆一
  • Organizer: 第376回日本消化器病学会関東支部例会
• [Presentation] 分類不能型免疫不全症に合併した門脈圧亢進症の一例 (2023)
  • Author(s): 青鹿 奈南子, 延澤 翼, 金子 俊, 河本 亜美, 村川 美也子, 小林 正典, 福田 将義, 山本 浩平, 朝比奈 靖浩, 大塚 和朗, 岡本 隆一
  • Organizer: 第377回日本消化器病学会関東支部例会
• [Presentation] 慢性肝障害/門脈圧亢進症患者における肺動脈圧の検討 (2022)
  • Author(s): 村川美也子、中川美奈、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第44回日本肝臓学会東部会
• [Presentation] ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド培養系の確立と形質解析 (2022)
  • Author(s): 志水太郎、三好正人、朝比奈靖浩、岡本隆一、柿沼晴
  • Organizer: 第29回肝細胞研究会
• [Presentation] ヒトiPS細胞由来肝構成細胞を用いた細胞間相互作用の解析 (2022)
  • Author(s): 柿沼 晴、三好正人、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第58回日本肝臓学会総会
• [Presentation] ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイドの樹立と疾患モデルへの応用 (2022)
  • Author(s): 志水 太郎、 三好 正人、 柿沼 晴、 土屋 淳、 持田 知洋、 渡壁 慶也、 北畑 富貴子、 新田 沙由梨、 村川 美也子、 井津井 康浩、 東 正新、 中川 美奈、 朝比奈 靖浩、 岡本 隆一
  • Organizer: 第58回日本肝臓学会総会
• [Presentation] 網羅的遺伝子発現解析によるヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイドの形質解析 (2022)
  • Author(s): 志水太郎、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第108回日本消化器病学会総会
• [Presentation] C型肝硬変の病態進展予測における肝硬度測定の有用性の検討 (2022)
  • Author(s): 村川美也子、中川美奈、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第108回日本消化器病学会総会
• [Presentation] 核酸アナログによるウイルス制御下のB型慢性肝疾患における肝発癌および病態進展に関わる臨床因子の検討 (2021)
  • Author(s): 村川美也子、中川美奈、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第57回日本肝臓学会総会
• [Presentation] C型肝硬変における抗ウイルス療法後の病態進展予測因子の検討 (2021)
  • Author(s): 村川美也子、中川美奈、朝比奈靖浩
  • Organizer: JDDW2021(第25回日本肝臓学会大会)
• [Presentation] C型慢性肝疾患SVR後の生命予後の検討 (2021)
  • Author(s): 中川美奈、村川美也子、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第57回日本肝臓学会総会
• [Presentation] 疾患モデルへの応用を目指したヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイドの樹立 (2021)
  • Author(s): 志水太郎、柿沼晴、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第57回日本肝臓学会総会
• [Presentation] HBV genome integration肝細胞癌における遺伝子発現の特徴と発癌機序の検討 (2021)
  • Author(s): 新田沙由梨、柿沼晴、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第57回日本肝臓学会総会
• [Presentation] ヒトiPS細胞由来肝細胞系譜細胞を利用した肝細胞癌発生におけるMLL4の機能解析 (2021)
  • Author(s): 土屋淳、柿沼晴、朝比奈靖浩
  • Organizer: 第57回日本肝臓学会総会
• [Presentation] 新規ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド系の構築と肝疾患研究 (2021)
  • Author(s): 三好正人、柿沼晴、朝比奈靖浩
  • Organizer: JDDW2021(第25回日本肝臓学会大会)