Optimization of multiplex IHC-based monitoring for spatiotemporal heterogeneity of head and neck tumors
| Project/Area Number |
22K09688
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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 56050:Otorhinolaryngology-related
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
辻川 敬裕 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (80713916)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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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 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 頭頸部癌 / 多重免疫染色 / 空間生物学 / バイオマーカー / 癌微小環境 / 腫瘍不均一性 |
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| Outline of Research at the Start |
頭頸部癌組織の内部が均一ではないことにより、腫瘍の性質の正確な診断が難しいことや、治療効果が部分的になるなど大きな課題が生じている。本研究では、少量の組織から多くの要素を網羅的に解析できる多重免疫染色技術を用いて、生検や手術で採取した頭頸部癌組織を解析する。頭頸部癌内部の癌細胞や免疫細胞の性質がどの程度不均一かを検証し、さらにその不均一性が治療中にどのように変動するのかを調べ、不均一性を克服した診断法や治療効果予測法の開発を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
頭頸部癌をはじめ様々な癌種で腫瘍不均一性と腫瘍組織内における癌細胞の多様性、免疫細胞の組成や性質が、癌の進展や治療抵抗性と関わることが知られてきた。申請者はこれまでに、一枚のホルマリン固定パラフィン包埋切片から12-14種類のエピトープを免疫組織化学で解析できる多重免疫染色、その画像定量化技術image cytometryを開発し、2枚の切片から13種類の癌細胞悪性形質、10種類の細胞の組成や性質を定量的に解析し、癌の亜分類や予後と相関する癌微小環境特性を報告してきた。本課題は、この手法を発展させ、癌組織の臓器レベルから単一細胞までの腫瘍不均一性を定量的に解析し、治療中の腫瘍不均一性の経時的変化を調べ、腫瘍不均一性に基づく再発危険因子の同定と組織生検の最適化を目的とする。従来の手法では困難だった頭頸部癌の腫瘍不均一性を明らかにし、限られた組織から再発危険因子を効率的に評価する基盤を構築し、頭頸部癌治療の最適化を目指す。令和４年度は腫瘍組織の臓器・組織構造レベル・単一細胞レベルでの不均一性解析、空間的腫瘍不均一性と予後の検討について検体の多重免疫染色が進行した。これらの研究成果の一部を総説1編、原著論文1編にて報告し、国際学会(7th World Congress of the International Federation of Head and Neck Oncologic Societies、2023 Combined Webinar of APTS and JSHNS、16th Taiwan-Japan Conference on Otolaryngology-Head and Neck Surgery)での４回のシンポジウム講演ならびに国内学会で８回のシンポジウム・招待講演にて発表した。
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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
令和５年度に予定していた臓器・組織構造レベルでの不均一性解析とマウスモデルでの腫瘍不均一性経時変化の解析が進行し、次年度以降の追加染色、マウスモデルで得られたデータ解析にむけた準備も予定通り進行した。
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| Strategy for Future Research Activity |
・腫瘍組織の臓器・組織構造レベルでの不均一性解析：前年度までに進めてきた癌包巣と間質を自動分類するアルゴリズムTissue segmentationを用いた、癌包巣中央部、辺縁部、周囲間質の免疫特性の検討を踏まえ、次に、臓器レベルでの不均一性を調べるため、74例中15例程度において、病理切り出し図に基づいて5mmないしは1cm毎の連続切片を取得し、垂直または水平方向における不均一性を解析する。
・単一細胞レベルでの不均一性解析：前年度から進めてきた環境学の統計学的手法を用いた、個別の細胞間の距離解析をさらに進める。細胞間の距離のスコア化処理に成功しており、この手法の最適化を進める。
・空間的腫瘍不均一性と予後の検討：上記解析に基づき、臓器から単一細胞レベルまでの階層において、予後・治療効果と相関する腫瘍不均一性の因子を探索する。
・マウスモデルでの検討：前年度まで行ってきたマウス同系扁平上皮癌移植モデルであるC3H/SCCVIIモデルを用いた薬物療法が与える免疫細胞的腫瘍不均一性への効果を引き続き進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(55 results)
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[Journal Article] 頭頸部がん悪性形質と免疫特性の理解を目指した逆向き橋渡し研究2022
Author(s)
辻川敬裕, 木村有佐, 森本寛基, 佐分利純代, 光田順一, 吉村佳奈子, 森 大地, 末次雅保, 北本佳誉, 村上菜々子, 椋代茂之, 杉山庸一郎, 平野 滋.
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Journal Title
耳鼻咽喉科
Volume: 2(5)
Pages: 636-641
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[Presentation] Tumor-immune microenvironmental profiling during chemo- and targeted therapy for head and neck squamous cell carcinoma2023
Author(s)
Kimura A, Tsujikawa T, Mitsuda J, Morimot H, Saburi S, Yoshimura K, Ohmura G, Mukudai S, Nagao H, Sugiyama Y, Ogi H, Shiabata S, Itoh K, Hirano S
Organizer
American Association for Cancer Research Annual Meeting 2023
Related Report
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Neutrophil-to-lymphocyte ratio (NLR) associates with intra tumoral myeloid predominance and clinical outcomes of pembrolizumab in head and neck squamous cell carcinoma2023
Author(s)
Morimoto H, Tsujikawa T, Miyagawa-Hayashino A, Kimura A, Saburi S, Mitsuda J, Yoshimura K, Ohmura G, Mukudai S, Nagao H, Sugiyama Y, Shiabata S, Ogi H, Itoh K, Hirano S
Organizer
American Association for Cancer Research Annual Meeting 2023
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Int'l Joint Research / Invited
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