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幹細胞表面特異的糖鎖を標的とした膵癌の新規治療法の開発

Research Project

Project/Area Number 21K08764
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology

Principal Investigator

五味 不二也  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (40205620)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 進士 誠一  日本医科大学, 医学部, 准教授 (80409193)
佐々木 紀彦  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (80639063)
石渡 俊行  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (90203041)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords膵癌細胞 / nestin / 細胞表面糖鎖 / 表面糖鎖 / 発現細胞 / geneticin / 多様性 / 癌幹細胞
Outline of Research at the Start

近年、癌細胞の多様性が注目され、特に少数の「癌幹細胞」が、癌の再発、転移に重要であると考えられている。膵癌の癌幹細胞マーカーの中でnestinは、膵癌の極めて有望な早期診断および治療標的と考えられているが、nestinは細胞内骨格タンパクであるため、これを標的とした診断法・治療法の開発は容易ではない。
本研究では、nestin陽性の膵癌の癌幹細胞を生存した状態で分離し、癌幹細胞表面に特異的な糖鎖マーカーを同定する。これにより、癌幹細胞特異的糖鎖による膵癌の早期診断法と、癌幹細胞に対する分子標的治療法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

癌幹細胞マーカーの中でnestinは、膵癌で極めて有望である。しかしnestinは細胞内骨格タンパクであり、これを標的とした診断・治療の開発は容易ではない。そこでnestin陽性の膵癌癌幹細胞を分離、癌幹細胞表面に特異的な糖鎖マーカーを同定、癌幹細胞特異的糖鎖による早期診断法と、分子標的治療法開発の可能性を探る事を目的として膵癌細胞へのnestin強制発現を行った。
nestinを膵癌細胞にtransfectし、geneticinで選別後、nestin確認用サンプルを取るとともに、細胞を凍結保存した。nestinの発現確認を行った後に凍結保存していた、nestinを強制発現させたMIAPaCa-2とPK-8細胞を解凍、継代後、RT-PCR法によりnestinの発現を再確認したところ。MIAPaCa-2およびPK-8のnestin強制発現細胞はmock細胞に対して、nestin mRNAがともに約2.5倍程度高かった。
これと同じ継代の細胞を凍結した。この凍結サンプルから疎水性画分を抽出して膜成分とし、レクチンマイクロアレイを行ない、Glycostation Readerにより細胞表面の糖鎖解析を行なった。
Nestin強制発現により、MIAPaCa-2細胞では(GLcNAcbeta1-4)nが減少し、分枝構造が減っていると考えられた。PK-8細胞では高マンノース鎖が減少していた。Nestin強制発現によって2種類の細胞に共通する糖鎖構造の変化は見られなかった。理由としては細胞質に発現するnestinが細胞表面の糖鎖の変化を引き起こし難いことや、強制発現したnestinの発現量が少ないことが考えられた。
nestinの発現を確認するため、sphereを作成し、これを固定、抱埋後切片をnestin抗体で染色してみたが、Nestin強制発現細胞での強いnestin発現は見られなかった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

Nestin強制発現により、MIAPaCa-2細胞ではDSAに反応する(GLcNAcbeta1-4)nが減少し、分枝構造が減っていると考えられた。PK-8細胞ではHHLに反応する高マンノース鎖が減少していた。Nestin強制発現によって2種類の細胞に共通する糖鎖構造の変化は見られなかった。
理由としては細胞質に発現するnestinが細胞表面の糖鎖の変化を引き起こし難いことや、強制発現したnestinの発現量が少ないことが考えられた。
nestin強制発現による膵癌細胞でのnestinの2.5倍の発現の差は、何百倍もの差を生ずるよりも生理学的には妥当な差と思われたが、結果として細胞表面糖鎖には大きな差が認められなず、2細胞に共通するような変化は認められていない。

Strategy for Future Research Activity

糖鎖構造の大きな変化は見られなかった。
理由としては細胞質に発現するnestinが細胞表面の糖鎖の変化を引き起こし難いことや、強制発現したnestinの発現量が少ないことが考えられた。
そこでnestin発現細胞を再選別し、nestin発現のより高いものが得られないか、検討したい。再度、nestinを膵癌細胞にtransfection後細胞選別を行い、nestin発現の高い細胞を選び出す。nestin発現の高い細胞が得られたら、もう一度レクチンマイクロアレイを行なうことを考慮する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Artificial intelligence-based analysis of time-lapse images of sphere formation and process of plate adhesion and spread of pancreatic cancer cells2023

    • Author(s)
      Shichi Yuuki、Gomi Fujiya、Hasegawa Yasuko、Nonaka Keisuke、Shinji Seiichi、Takahashi Kimimasa、Ishiwata Toshiyuki
    • Journal Title

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      Volume: 11 Pages: 1290753-1290753

    • DOI

      10.3389/fcell.2023.1290753

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Multiple cystic sphere formation from PK-8 cells in three-dimensional culture2022

    • Author(s)
      Yuuki Shichi, Fujiya Gomi, Yoshibumi Ueda, Keisuke Nonaka, Fumio Hasegawa, Yasuko Hasegawa, Nae Hinata, Hisashi Yoshimura, Masami Yamamoto, Kimimasa Takahashi, Tomio Arai, Toshiyuki Ishiwata
    • Journal Title

      Biochemistry and Biophysics Reports

      Volume: 32 Pages: 101339-101339

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2022.101339

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Gp130-Mediated STAT3 Activation Contributes to the Aggressiveness of Pancreatic Cancer through H19 Long Non-Coding RNA Expression2022

    • Author(s)
      Sasaki Norihiko、Hirano Kazumi、Shichi Yuuki、Gomi Fujiya、Yoshimura Hisashi、Matsushita Akira、Toyoda Masashi、Ishiwata Toshiyuki
    • Journal Title

      Cancers

      Volume: 14 Issue: 9 Pages: 2055-2055

    • DOI

      10.3390/cancers14092055

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Epithelial and Mesenchymal Features of Pancreatic Ductal Adenocarcinoma Cell Lines in Two- and Three-Dimensional Cultures2022

    • Author(s)
      Shichi Yuuki、Gomi Fujiya、Sasaki Norihiko、Nonaka Keisuke、Arai Tomio、Ishiwata Toshiyuki
    • Journal Title

      Journal of Personalized Medicine

      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 746-746

    • DOI

      10.3390/jpm12050746

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Polyvinyl alcohol increased growth, migration, invasion, and sphere size in the PK-8 pancreatic ductal adenocarcinoma cell line2021

    • Author(s)
      Fujiya Gomi, Norihiko Sasaki, Yuuki Shichi, Fuuka Minami, Seiichi Shinji, Masashi Toyoda, Toshiyuki Ishiwata
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 7 Issue: 2 Pages: e06182-e06182

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2021.e06182

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Morphofunctional analysis of human pancreatic cancer cell lines in 2- and 3-dimensional cultures2021

    • Author(s)
      Minami Fuuka, Sasaki Norihiko, Shichi Yuuki, Gomi Fujiya, Michishita Masaki, Ohkusu-Tsukada Kozo, Toyoda Masashi, Takahashi Kimimasa, Ishiwata Toshiyuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 6775-6775

    • DOI

      10.1038/s41598-021-86028-1

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] FGFR4 阻害剤 BLU554 は膵癌細胞の増殖、浸潤を抑制し細胞老化 を誘導する.2023

    • Author(s)
      五味不二也 、志智優樹 、進士誠一 、石渡俊行.
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] FGFR4 inhibitors reduced cell proliferation and migration, and induced cellular senescence in pancreatic cancer.2023

    • Author(s)
      Toshiyuki Ishiwata, Norihiko Sasaki, Fujiya Gomi, Yuuki Shichi, Seiichi Shinji, Masashi Toyoda.
    • Organizer
      AGG Asia/Oceania Regional Congress 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enhanced morphofunctional characteristics of pancreatic ductal adenocarcinoma cell lines in three-dimensional culture.2023

    • Author(s)
      Yuuki Shichi, Fujiya Gomi, Yasuko Hasegawa, Seiichi Shinji, Kimimasa Takahashi, Toshiyuki Ishiwata.
    • Organizer
      Second JCA/AACR Precision Cancer Medicine International Conference.
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 膵癌培養細胞株におけるスフェアの形成過程および接着遊走過程のタ イムラプス解析.2023

    • Author(s)
      志智優樹、五味不二也、長谷川康子、進士誠一、高橋公正、 石渡俊行.
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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