Identification and validation of colitis associated cancer driver genes.
| Project/Area Number |
21K19421
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 50:Oncology and related fields
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| Research Institution | National Cancer Center Japan |
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Principal Investigator |
武田 はるな 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (80647975)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 大腸がん / 大腸炎 / マウスモデル / DSS / トランスポゾン / スクリーニング |
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| Outline of Research at the Start |
潰瘍性大腸炎患者の大腸がん発症リスクは、通常より1.7-2.4倍高まる。慢性炎症を伴うがん形成は、TP53経路異常やエピゲノム脱制御を介していると考えられ、散発性大腸がんとは異なる分子機構で大腸がん形成が促進されている可能性があるが、詳細な分子機構や関与する遺伝子の全体像はいまだ不明確である。そこで本研究では、１）Sleeping Beauty挿入変異誘発法を用いたマウス生体内スクリーニング、２）潰瘍性大腸炎関連大腸がん由来の臨床検体を用いた解析、３）候補遺伝子の機能検証、を行うことで慢性炎症を伴うがん特異的に機能する大腸がんドライバー遺伝子を同定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
炎症微小環境で大腸がん形成が促進する分子機序を明らかにすることを本研究の目的とし、項目１ではSB挿入変異誘発法による大腸炎関連がんのマウス生体内スクリーニング、項目２ではヒト潰瘍性大腸炎関連大腸がん由来のオルガノイドを用いたオミクス解析を行う。
項目１：消化管上皮細胞特異的にSBトランスポゾン挿入変異を引き起こすマウス(SBマウス)を交配により作成し、DSS投与、またはPolyIC投与を行うことで消化管に炎症を引き起こした。高脂肪食投与が与える影響の検討も行なった。DSS投与によりマウスの寿命が縮まり、より悪性度の高い腫瘍が高頻度に形成された。PolyIC投与では、寿命や腫瘍数に変化が見られない傾向があった。高脂肪食投与マウスでは、寿命が短くなる傾向があった。DSSとpolyIC投与マウスは、炎症関連大腸がん悪性化モデルとして有用と考えられるが、DSSが大腸特異的に再現性良く炎症を引き起こすことができ、モデルとして最適と考えられた。
項目2： 臨床検体から大腸上皮や大腸腫瘍を得てオルガノイドを樹立するための条件検討を行い、ヒト潰瘍性大腸炎関連がん由来オルガノイドを樹立するための実験条件を整えた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
項目１：DSSの経口投与を3回繰り返すことで2ヶ月にわたり慢性的な大腸炎を誘導できること、PolyIC投与で消化管内外に炎症を引き起こせることを確認した。次に、消化管上皮細胞特異的にSBトランスポゾン挿入変異を誘発するマウス(SBマウス)を作成し、DSS投与、PolyIC投与、高脂肪食給餌を行なった。SBマウスは、トランスポゾン転移酵素(lsl-SB11)、変異原性を持つトランスポゾン(T2/Onc2)、消化管上皮特異的誘導型Cre(Villin-CreERT2)に加え、活性化型点変異Kras(lsl-KrasG12D)とTGFb２型受容体変異(Tgfbr2flox)を両方、またはlsl-KrasG12Dのみ持つ複合変異マウスを交配により作成した。これらをKT-SBマウス、K-SBマウスとした。DSS投与したK-SBマウス(n=14)、KT-SBマウス(n=13)は、投与しない対照群であるK-SBマウス(n=8)、KT-SBマウス(n=8)と比べて約13週寿命が短縮した。大腸腫瘍数を比較すると、直径5 mm以上の腫瘍数がDSS投与により増加した。病理組織学的解析により、DSS投与により悪性度の高い腫瘍の頻度が有意に増加することも示された。
一方、polyIC投与によりK-SB, KT-SBマウスの寿命に変化はみられていないが、解析マウス数が少ないので今後十分な数を揃えて解析を続ける予定である。高脂肪食給餌マウスに関しては、K-SB, KT-SBマウス共に、対照マウスと比べて１ヶ月ほど寿命が短くなる結果を得ている。
項目2：がん組織からオルガノイドを樹立する際に効率を下げる主な要因として、線維芽細胞の混入、バクテリアの混入、生細胞の割合の低下が考えられたため、樹立に使うメディウムや手法を見直し、効率を高める検討を行なった。
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| Strategy for Future Research Activity |
項目１：PolyIC投与や高脂肪食給餌SBマウスの匹数を増やし、解析を行うのに十分な数を準備し、マウスを用いた解析を完了させる。採取した腫瘍よりゲノムを抽出し、これまでのプロトコルに従ってトランスポゾン挿入部位のクローニング、次世代シーケンス解析、情報解析を行うことで候補遺伝子群を得る。炎症の有無や高脂肪食給餌の有無で変異遺伝子の種類や頻度に差が出るかに特に着目して解析を行う。
項目2： 大腸がん由来オルガノイドからRNAやDNAを用いて、網羅的発現解析や変異解析、メチル化解析を行い、SBを用いた生体内スクリーニングで得られた候補遺伝子群と比較する。これにより、ヒトとマウスで共通して不活性化を受けている遺伝子を抽出する。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
