| Project/Area Number |
22KK0125
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 53:Organ-based internal medicine and related fields
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
水上 裕輔 旭川医科大学, 医学部, 教授 (30400089)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 賢治 旭川医科大学, 大学病院, 助教 (00736332)
河端 秀賢 旭川医科大学, 医学部, 助教 (50548691)
小野 裕介 医療法人徳洲会札幌東徳洲会病院医学研究所, ゲノム診断研究部, 部門長 (40742648)
谷上 賢瑞 東京大学, アイソトープ総合センター, 特任准教授 (90648627)
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| Project Period (FY) |
2022-10-07 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥20,150,000 (Direct Cost: ¥15,500,000、Indirect Cost: ¥4,650,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 膵癌 / 前駆病変 / IPMN / cell-of-origin / 分子サブタイプ / 早期診断 / クローン進化 |
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| Outline of Research at the Start |
膵癌前駆病変に見られる遺伝子異常の多様性と発癌過程で生ずる特異的分子情報を関連付け、小膵癌発見に資する分子診断の基盤情報を得る。本研究では、1）ヒト生細胞・組織リソースの共有、2）遺伝子改変マウスから得たオミクス情報のヒトへの転換、3）ゲノム編集技術を用いた細胞モデル、外科切除組織の多領域シーケンシングとトランスクリプトーム解析による時空間情報の統合を３本柱とする国際連携を強化し、ヒト膵癌の発生・進化ルートにおける分子ネットワークを再現することで、早期診断への足がかりを築く。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、膵癌前駆病変に見られる遺伝子異常の多様性と発癌過程で生ずる特異的分子情報を関連付け、さらに発癌の起源細胞（cell-of-origin）に着眼した膵癌分子サブタイプの決定機構の解明により、小膵癌発見に資する分子診断の基盤情報を得ることを目的とする。
研究の初年度となる2022年度は、各種変異を有する患者膵腫瘍由来初代細胞を用いて、膵癌のドライバー遺伝子であるKRAS及びGNAS変異を標的としたゲノム編集の候補細胞選定及び培養条件決定を行った。また、不死化膵管上皮細胞（hTERT-HPNE: CRL-4023）を用いてゲノム編集によりKRAS及びGNAS変異を単独あるいは重複して導入し、これを膵癌前駆病変細胞（細胞進化モデル）として各ドライバー変異に関連する既知の下流経路の活性化をリン酸化抗体を用いたウエスタンブロッティングにて評価し、並行して非コードRNAやスプライスバリアントの変化を探索するためRNA-sequencingによる発現解析を行っている。また、これらのオルガノイド培養及び免疫不全マウスへの移植により増殖能の評価を行っている。
ヒト組織モデルにおいては、IPMN関連膵癌患者の外科切除材料（FFPE）を用いVisiumによる空間発現解析を行い、遺伝子変異の分布との対比を進めている。現時点で、4例の解析を終了したが、IPMNには複数の上皮亜型（胃型、腸型、胆膵型）に加え、組織学的異型度の多様性があるため、追加解析の候補試料を調整中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
2022年度には、研究代表者（水上）と研究分担者（谷上）が、細胞モデル（patient-derived xenograft及び患者由来細胞）の調整のためマサチューセッツ総合病変へ渡航の予定であったが、コロナ感染状況を踏まえ、2023年度以降に延期することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は、2022年度に作製した細胞モデルを用いて、RNA-seqとATAC-seq解析のデータ統合によるKRASやGNAS変異が転写制御プログラムに与える影響、質量分析による培養上清中のサイトカインや代謝プロファイルの変化を解析する予定である。さらに、海外連携機関であるシンシナティ大学・Dr. Patraと協議のうえ、細胞進化モデルにおいて既知の遺伝子変異とは独立したがん進化メカニズムを探索するためCRISPR screeningの導入を行う計画である。
また、ヒト組織モデルとしてIPMN関連膵癌の切除材料を用いたマルチオミクス解析を進め、シングルセル解析やロングリード解析から得られる詳細な発現情報と、多彩な組織学的異型度を有する領域毎に得た遺伝子変異と発現情報を統合する。
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