| Project/Area Number |
22K07163
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 50010:Tumor biology-related
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
伊藤 剛 秋田大学, 医学系研究科, 講師 (60607563)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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)
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| Keywords | CAF / 細胞分裂 / PGCC / がん微小環境 / 巨核・多核 / がん間質 / 癌関連線維芽細胞 / 多形型 / 間質細胞 / 巨核・多核癌細胞 / サイトカイン / 浸潤 |
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| Outline of Research at the Start |
癌細胞に教育された間質細胞は癌の浸潤や播種を促進する。申請者は (I) CAF (癌教育後の間質線維芽細胞) の刺激は、分裂した癌娘細胞を細胞集団からリリースさせる新規な癌分散機構を見出した。また、(II) 通常の単核癌細胞をマウス各臓器に移植した結果、膵臓や脂肪組織で巨核・多核の癌細胞 (GMN癌細胞) の出現する一方で、GMNを皮下移植すると、さらに多くのprogeny (子孫) 癌細胞が分裂して、誕生することを見つけた。本課題では個々のメカニズムを明らかにしていく。これらの進行を間質細胞が制御している事を検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
癌組織において、癌細胞の周辺には線維芽細胞が存在する。癌細胞と線維芽細胞がお互いに応答することで、癌の悪性度が高まることが知られている。癌細胞に応答した線維芽細胞はCAF（Cancer associated fibroblast）と呼ばれ、癌細胞の細胞間接着の解除とその後の移動を加速している。本課題では、CAF存在下において、細胞分裂を進める癌細胞は細胞間接着の解除および癌細胞集団（50-100細胞が細胞間接着により集合した状態）からの脱離（癌分散）を有意に進めることを見つけた。また、分裂のタイミングと同期して細胞集団の細胞間接着の歪みが生じ、細胞集団の移動が活発となるという分裂の波及効果を明らかにした。さらに、課題では癌予後を悪化させる巨核・多核の癌細胞についても注目してきた。この癌細胞で構成される癌細胞集団では、CAF存在下における細胞間接着の解除が増進されることを見つけた。
巨核・多核癌細胞の発現遺伝子を検討した結果、通常癌細胞と比較して増加および減少する遺伝子群を明らかにした。さらに、CAFの培養上清でこの癌細胞を刺激すると、いくつかの遺伝子の発現変動は大規模となった。巨核・多核癌細胞からはある頻度で多極の不等分裂により異常な娘細胞を産生するが、CAFの存在下ではこの娘細胞における細胞死の回避に繋がる可能性があり、癌組織での異質な癌細胞が増加すると考えられた。組織内での癌分散は浸潤・播種や転移へと繋がっていく。また、巨核・多核の癌細胞は膵臓、卵巣、肺などの多臓器で散見され、癌予後と相関することが知られている。本課題により新たに見つけた分散モデルの解明を進めることで、従来とは異なる癌分散の抑制を目指した医療応用へと発展できる。
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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
通常癌細胞に加えて巨核・多核の癌細胞集団が分散する様子を生細胞観察により可視化できた。現在、分裂期の細胞とその周辺細胞の動き、さらに細胞集団へと波及する影響（歪み）に注目して解析を進めている。また、生体内での癌細胞と間質細胞の応答を明らかにするため、マウス組織におけるマウス癌細胞と間質細胞間の細胞間応答の解明に着手している。マウス癌細胞株B16（悪性黒色腫由来）が巨核・多核化後でも細胞死を回避することを新たに見つけ、マウス臓器に通常B16細胞を移植し、巨核・多核化した癌細胞を抽出後、培養した巨核・多核癌細胞の遺伝子発現を解析できる段階にある。
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| Strategy for Future Research Activity |
巨核・多核癌細胞の培養上清により刺激された線維芽細胞では、サイトカインやケモカイン産生が増加していた。（癌組織で想定される）通常の癌細胞と巨核・多核癌細胞で構成されるモザイク型の癌細胞集団は、線維芽細胞を含む癌間質において細胞間接着の解除と移動が顕著である可能性を考えた。本課題ではこのメカニズムについても明らかにしていく。
B16細胞は悪性度が高いため、臓器移植から1週間ほどで病態が急変してしまう。解析や観察に必要なB16細胞数を確保するために、抽出後はシャーレ上での培養により増殖させていく。
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