オルガノイドを用いた膵神経内分泌腫瘍の腫瘍免疫応答解明と新規治療薬の開発

Research Project

Project/Area Number	21K15931
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 53010:Gastroenterology-related
Research Institution	Yokohama City University
Principal Investigator	長谷川翔横浜市立大学, 附属病院, 助教 (00825763)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	神経内分泌腫瘍 / 同所移植モデルマウス / オルガノイド / 膵神経内分泌腫瘍 / マウス腫瘍同所移植モデル / 免疫解析 / 腫瘍免疫 / 同所移植モデル
Outline of Research at the Start	本研究の概要は膵神経内分泌腫瘍(NEN)の新規治療法を開発することである。NENにおいて免疫チェックポイント阻害剤（immune checkpoint inhibitor; ICI）単剤投与では腫瘍縮小効果は報告が少ない。がん免疫療法の開発には、担癌個体の免疫応答を解析可能なモデルが必要であり、ヒト細胞を用いた場合解析が困難である。このため、臨床に沿ったNENの特徴を反映した腫瘍細胞株および担癌個体の免疫応答を解析可能なマウスモデルの樹立が不可欠である。本研究ではマウス由来のNENオルガノイド細胞株およびモデルマウスを新規に樹立し、腫瘍免疫解析まで行い新規治療法の開発を行う研究である。
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、オルガノイド技術を用いて、膵神経内分泌腫瘍における腫瘍免疫治療効果予測が可能な細胞株およびマウスモデルの樹立である。前年度に引き続き、マウス膵頭細胞の培養を継続して行った。手術によりマウス生体からの膵臓を切離し膵頭採取、単離培養は可能であったが、増殖能がないためか長期の培養は困難であった。現在様々な培養条件を試みており、今後も継続する予定である。また遺伝子改変に用いるプラスミド（Menin CRISPR プラスミド）が機能しているか、現在実験中である。長期培養困難である膵島細胞では現状行えないので、膵癌オルガノイド細胞に対して行っている。当該年度には、プラスミドの配列が正しいものであることが確認できたので、同プラスミドを用いて長期培養可能な膵癌細胞株に対して、遺伝子改変継続中である。プラスミドの配列はターゲットの遺伝子と合致していると考えているが、オルガノイドの増殖能が低い影響かプラスミドの導入割合が予想より低いため、その点も律速段階となっている。本研究がうまくいけば、プラスミドが機能することが確認できる。よって、膵島の生存中に遺伝子改変を行うことが出来る可能性がある。膵島の遺伝子改変ができれば、マウス由来の細胞株の樹立ができ、未知の遺伝子変異が蓄積されている可能性の低い同所移植モデルへの応用が期待できる。応用可能であれば、明らかとなっていない神経内分泌腫瘍に関する腫瘍免疫の解析が可能なモデルとなりえる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason マウスからの膵頭細胞の採取および培養は可能であるが、長期培養が困難である。遺伝子改変に耐えられる細胞状態ではないことが大きな要因である。さらにオルガノイドへのプラスミド導入の効率も予想よりも悪く、時間を要している。
Strategy for Future Research Activity	プラスミドが機能することが確認できた段階で、採取直後のマウス膵島細胞に投与し、ノックアウト株の樹立を試みる。長期培養が難しい場合には、採取直後にプラスミドを投与し、ノックアウトを試み、都度保存する。また、マウス膵島細胞をマトリゲル上での培養も並行して行い、培養環境を変えて細胞の変化を確認する。