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Elucidation of the mechanism of cancer progression using pancreatic and biliary tract cancer organoid models

Research Project

Project/Area Number 22K16477
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 55020:Digestive surgery-related
Research InstitutionHirosaki University

Principal Investigator

鶴田 覚  弘前大学, 医学部附属病院, 助教 (50814365)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥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: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywordsオルガノイド / 膵臓癌 / 胆道癌 / 癌微小環境 / 膵星細胞 / 癌オルガノイド
Outline of Research at the Start

膵臓癌および胆道癌はその他の固形癌と比べ特に予後不良な難治性悪性疾患とされる。その生物学的メカニズムに関しては不明な点が多く、従来の疾患モデルは実臨床での癌細胞における挙動との乖離が問題である。近年の三次元培養技術の発展により、新たな表現型解析の手段として癌オルガノイドの作製が報告されるようになった。本研究では、外科的切除に至った膵臓癌・胆道癌試料からオルガノイドを作製後、線維芽細胞・神経細胞を導入しin vitroで癌微小環境を再現し、臨床における癌組織の生物学的特性・表現型を反映したバイオモデルの開発を行い、病勢や予後予測、治療開発に有用な新規バイオマーカーや治療ターゲットの探求を行う。

Outline of Annual Research Achievements

膵臓癌および胆道癌はその他の固形癌と比べ特に予後不良な難治性悪性疾患とされる。近年のトランスクリプトーム解析の進歩は生物学的因子の重要性を明らかにしたが、従来の疾患モデルは実臨床での癌組織におけるHeterogeneityの再現性やその挙動との乖離が問題である。近年の三次元培養技術の発展により、新たな表現型解析の手段として癌オルガノイドの作製が報告されるようになった。本研究では、外科的切除に至った膵臓癌・ 胆道癌試料からオルガノイドを作製後、線維芽細胞・神経細胞を導入しin vitroで癌微小環境を再現し、臨床における癌組織の生物学的特性・表現型を反映したバイオモデルの開発を行う。また、患者特異的癌オルガノイドの形態学的および分子生物学的検証を行い、臨床データを組み合わせることで病勢や予後予測、治療開発に有用な新規バイオマーカーや治療ターゲットの探求を行うことを最終的な研究目標とする。昨年度は弘前大学医学部附属病院での倫理申請(研究課題名 『新規バイオモデルとしての患者腫瘍由来三次元オルガノイド培養システムの確立と統合的解析』)承認下で、手術に至った膵臓癌と遠位胆管癌の手術検体から 弘前大学病理生命科学講座と協力しサンプル採取を行い膵臓癌および胆道癌オルガノイドの作成を行い、オルガノイド創出とその維持培養・凍結保存によるバンク化が可能である環境を整えた。癌オルガノイドが患者検体のタンパク質表現パターンを再現していることも確認された。今年度は、膵臓癌により着目し癌微小環境構成細胞である膵星細胞の細胞株の選定を行いその導入プロトコル確立へ向けて検証を開始したところである。今後は、患者手術検体およびEUS-FNAサンプルから癌オルガノイド樹立を継続しサンプル数を増やしつつ微小環境を試験管レベルで構築そのインタラクションをタンパク・遺伝子レベルでの解析を進めていく。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

膵臓癌および胆道癌の癌進展に関与する微小環境の実態解明を目的とした患者特異的癌バイオモデルを実現するため、手術検体から膵臓癌・胆道癌オルガノイドの作製には初年度において成功しておりそのサンプル作成に関しては継続中であり実験の基盤となるサンプルサイズは順調に増えている。しかし、それに対する微小環境導入という点においては今年度は微小環境構成要素である膵星細胞株の選定にとどまっておりその導入プロトコルやその検証には至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

オルガノイドの樹立効率は決して高くなく今後はその技術的な課題も考慮しつつ、更に工程が多くなることが考慮される共培養による癌微小環境メカニズムの解明研究をより強く進めていく。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Development of Human Gut Organoids With Resident Tissue Macrophages as a Model of Intestinal Immune Responses2022

    • Author(s)
      Tsuruta Satoru、Kawasaki Tomoyuki、Machida Masakazu、Iwatsuki Ken、Inaba Akihiko、Shibata Shinsuke、Shindo Tomoko、Nakabayashi Kazuhiko、Hakamada Kenichi、Umezawa Akihiro、Akutsu Hidenori
    • Journal Title

      Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology

      Volume: 14 Issue: 3 Pages: 726-729

    • DOI

      10.1016/j.jcmgh.2022.06.006

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Session: Global Partner Poster Session GPP9: Clinicopathological investigation of preoperative chemotherapy for resectable pancreatic cancer2024

    • Author(s)
      Satoru Tsuruta, Yutaka Umehara, Akitoshi Kimura, Akihiko Murata, Kenichi Hakamada
    • Organizer
      Society of Surgical Oncology (SSO) 2024 Annual Meeting
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 腹腔鏡下胃癌手術後の膵液瘻対策としてのPGA(ポリグリコール酸)シートの有用性の検討2023

    • Author(s)
      鶴田 覚、木村 昭利、村田 暁彦、梅原 豊、大橋 大成、長谷部 達也、吉田 達哉、山内 洋一、髙橋 賢一
    • Organizer
      第35回日本内視鏡外科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Clinical analysis of prognostic nutritional index in preoperative chemotherapy for resectable pancreatic cancer2023

    • Author(s)
      Tsuruta S, Umehara Y, Yoshida T
    • Organizer
      第35回日本肝胆膵外科学会・学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 切除可能膵癌に対する術前化学療法の臨床病理学的特徴と治療効果の検討2023

    • Author(s)
      鶴田 覚, 梅原 豊, 村田 暁彦, 木村 昭利, 大橋 大成, 長谷部 達也, 吉田 達哉, 山内 洋一, 髙橋 賢一
    • Organizer
      第78回日本消化器外科学会総会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Strategy for Discriminating Intraductal Papillary Neoplasm of the Bile Duct (IPNB) in Different Anatomical Locations Based on Clinicopathological Features and Outcomes2022

    • Author(s)
      S. Tsuruta N. Kimura K. Ishido T. Wakiya D. Ichinohe K. Hakamada
    • Organizer
      the 15th World Congress of the International Hepato-Pancreato-Biliary Association
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Treatment strategies for intraductal papillary neoplasms (IPNB) according to anatomical location based on clinicopathological features and treatment outcomes2022

    • Author(s)
      Satoru Tsuruta, Norihisa Kimura, Keinosuke Ishido, Taiichi Wakiya, Hayato Nagase, Kenichi Hakamada
    • Organizer
      第34回日本肝胆膵外科学会・学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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