PTEN変異大腸癌の病態解析とAKT-mTORシグナルを標的とした治療応用

Research Project

Project/Area Number	22K16475
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
Research Institution	Department of Clinical Research, National Hospital Organization Kure Medical Center
Principal Investigator	佐田春樹独立行政法人国立病院機構(呉医療センター臨床研究部), その他部局等, 外科医師 (30851422)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000) Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	大腸癌 / PTEN / マウスモデル
Outline of Research at the Start	PTENは、細胞増殖や抗アポトーシスを抑制する癌抑制遺伝子である。大腸癌ではPTEN発現異常を約半数の症例で認め、PTEN遺伝子異常を標的とした治療は、大腸癌症例の多くで適応になり得る。我々は、独自のPten発現異常を認める大腸癌自然発生マウスモデルを用いて、PTENシグナル経路異常を持つ大腸腫瘍に特異的な関連遺伝子群の同定を行ってきた。さらに下流の主要因子の阻害剤の投与を行い、治療効果の確認と、さらに網羅的遺伝子解析から治療標的の候補遺伝子または遺伝子群の抽出を行った。抽出された結果からPTEN発現異常を持つ大腸癌の解明を深めることで、ヒト大腸癌の治療への応用を図る。
Outline of Annual Research Achievements	PTENは大腸癌の半数で発現異常を認める癌抑制遺伝子である。PTEN遺伝子変異症例に対するエビデンスの高い分子標的治療は確立されていない。2020年度-2021年度　若手研究「PTEN変異大腸癌の病態解析・治療標的の検索とその臨床応用」において、Pten欠損新規大腸癌マウスモデルの大腸癌における転写産物を網羅的解析(RNA-seq)し、大腸癌におけるPTENシグナル経路に特徴的な変化を及ぼす遺伝子群を同定した。 2022年度から、若手研究「PTEN変異大腸癌の病態解析とAKT-mTORシグナルを標的とした治療応用」に引き継ぎPTENシグナル下流の選択的阻害剤をマウスモデルに投与し、その薬剤投与前後でのマウス大腸腫瘍からRNAを抽出し、網羅的解析(RNA-seq)を行った。統計学的に有意な差がある候補遺伝子群を「PTEN変異大腸癌の病態解析・治療標的の検索とその臨床応用」にて抽出した遺伝子群と照らし合わせることで、AKT-mTORシグナル特有の標的候補遺伝子の絞り込みを行った。さらに、これらの候補遺伝子を、手術症例から採取したヒト大腸癌から作成したオルガノイドを用いて検証を行った。作成したオルガノイドにPTENシグナル下流の選択的阻害剤を投与し、MTT assayにて治療効果(IC50; オルガノイドの半数が死滅する濃度)を測定した。候補となる遺伝子の転写産物レベルをqRT-PCRで測定し、IC50と比較し検証を行った。また、大腸癌細胞株(DLD1, HT29, SW48)を用いて、候補遺伝子の発現量を調節する(ノックダウンまたは過剰発現)ことで薬剤感受性の変化を検証している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 計画通り遂行出来ている。
Strategy for Future Research Activity	網羅的遺伝子解析の結果をさらに深め、PTENの機能について検討を加える。ヒト大腸癌における深達度に応じたPTEN欠損の意義の検討を加える。学会発表にて成果のディスカッションを行い、論文作成を行う。