ラット膵癌モデルを用いた新規バイオマーカー確立とKRAS阻害剤の有用性の検証

• Project/Area Number: 22K15960
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 小川 光平 新潟大学, 医歯学総合研究科, 特任助教 (20882781)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); 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)
• Keywords: ラット膵癌モデル / ハイドロダイナミック遺伝子導入法 / KRAS阻害剤 / 膵癌 / ハイドロダイナミック法 / KRAS遺伝子 / 新規バイオマーカー / 膵癌モデル動物 / エクソソーム解析

Outline of Research at the Start

申請者が独自開発したヒト膵癌モデル動物を用いて、経時的に得られる検体から、エクソソーム、タンパクおよび発現遺伝子を網羅歴に検証することで、より効率的な解析を可能にする。本研究が、膵癌治療における新規治療法の開発につながる、特異的なバイオマーカーの確立を可能にする基礎研究と考えられ、その観点からは非常に独創的である。最終的に、この研究結果によって膵癌におけるテーラーメード化した治療法の確立といった臨床応用へつながるとものと考えられる。

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではラット膵癌モデル動物を用いて、経時的な血清学的スクリーニングや網羅的な遺伝子解析によるKRAS阻害剤の治療予測マーカーの確立を目的とした。

in vitroの実験系として、膵癌細胞株と正常膵管上皮細胞株の培養上清からのエクソソームを抽出してプロテオーム解析を開始予定とした。既存の膵癌関連マーカーとして報告されているEps8、EphA2、GPC-1などのエクソソームを重点的に解析したが、両者において有意な差がみられる程の発現量の違いは認めらなかった。

in vivoの実験系として、野生型ラットへの膵臓特異的な膵癌関連遺伝子導入法により、ラット膵癌モデルを作出に成功した。このラット膵癌モデルを用いることで進行した状態で診断されることの多かった予後不良の膵癌の、初期段階での遺伝子発現の網羅的検証、組織学的変化、周囲組織との関連などが解析可能となると考えた。しかしラット膵癌モデルの作出には予想以上に難渋した。遺伝子導入法の手技が不安定であり、経過中に死亡する個体も多く認めた。膵癌を発生させた後も、長期間に生存できる個体が少なく、十分な血液や組織検体が得られず、膵癌発生に寄与する遺伝子発現の網羅的検証、組織学的変化、周囲組織との関連の解析、解明には至らず、癌の診断・治療のための血清マーカーの確立には更なる研究が必要と考えられた。
今後は、今回のin vitroとin vivoの実験系で得られた結果をもとに、膵癌の新規バイオマーカーの確立に期待したい。

Research Products

• [Journal Article] Similarity of oncogenic protein expression in KRAS gene delivery-based rat pancreatic cancer model to that of human pancreatic cancer (2023)
  • Author(s): Tanaka Yuto、Kamimura Kenya、Shibata Osamu、Ogawa Kohei、Oda Chiyumi、Abe Hiroyuki、Ikarashi Satoshi、Hayashi Kazunao、Yokoo Takeshi、Wakai Toshifumi、Terai Shuji
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 673 Pages: 29-35
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2023.06.057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Establishment of a pancreatic cancer animal model using the pancreas-targeted hydrodynamic gene delivery method (2022)
  • Author(s): Shibata Osamu、Kamimura Kenya、Tanaka Yuto、Ogawa Kohei、Owaki Takashi、Oda Chiyumi、Morita Shinichi、Kimura Atsushi、Abe Hiroyuki、Ikarashi Satoshi、Hayashi Kazunao、Yokoo Takeshi、Terai Shuji
  • Journal Title: Molecular Therapy - Nucleic Acids Volume: 28 Pages: 342-352
  • DOI: 10.1016/j.omtn.2022.03.019
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research