小細胞肺癌オルガノイドを用いた小細胞肺癌発癌過程の理解

• Project/Area Number: 22K08290
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53030:Respiratory medicine-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 浜本 純子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (40570239)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 安田 浩之 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (70365261)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: 小細胞肺癌 / オルガノイド / 肺癌

Outline of Research at the Start

小細胞肺癌は患者由来の組織検体採取が困難であることからヒト由来の疾患モデルが限られ、分子異常（遺伝子変異やエピジェネティクス異常）の同定やその生物学的意義の検証が充分に進んでいない。小細胞肺癌の生物学理解を深め新規治療法を開発して患者予後を改善するには、同定された分子異常が小細胞肺癌発癌に与える影響を一つずつ解明する必要がある。
本研究では、これら独自の研究基盤を用いて同定した小細胞肺癌の分子異常について、遺伝子改変技術等を用いて小細胞肺癌発癌過程における意義を前向きに検証することで、小細胞肺癌発癌過程を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は①大規模小細胞肺癌オルガノイドライブラリー樹立（目標100ライン）とomics解析による分子異常把握、②遺伝子改変技術による分子異常の生物学的意義の前向き検証、③新規ヒト小細胞肺癌発癌モデルの作成、の３点であるが、このうち①、②については目標数には達しなかったものの、新規の分子異常を見出し、また、オルガノイドを用いた前向き検証が進んでいる。③については準備中である。

具体的には①小細胞肺癌の４つのsubtypeを網羅した偏りのないオルガノイドライブラリーを30ライン樹立した。樹立したオルガノイドからDNAやRNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いたomics解析(whole exome sequencing, whole genome sequencing, RNA-seq, ATAC-seq)を行い、新しい融合遺伝子を同定し、また特定のsubtypeである経路が活性化しており、治療の標的となり得ることを見出した。
②小細胞肺癌は、肺の気道に発生し神経内分泌マーカーを発現することから肺神経内分泌細胞が由来とされてきたが、近年、肺胞細胞からも小細胞肺癌が誘導されることが示唆されていること(Cheung et al., Oncogene 2015)、また、９割以上の小細胞肺癌でTP53及びRB1が不活化している。これらを踏まえて我々は、正常肺気道及び肺胞オルガノイドへの遺伝子改変によりTP53及びRB1を不活化させ、治療標的として見出した経路の活性化への影響を検討した。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

小細胞肺癌オルガノイドは樹立効率が良く、増殖スピードが速いものも多いため、実験がスムーズに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

さらに実験を加えつつ、論文化を行う。
正常肺気道及び肺胞オルガノイドへの遺伝子改変による表現型の変化を観察する。小細胞肺癌になったかどうかの判断はi)niche解析、ii)RNA-seq及びATAC-seq解析、iii)xenograft実験で総合的に評価・考察する。