| Project/Area Number |
23K06630
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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 50010:Tumor biology-related
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
本宮 綱記 金沢大学, がん進展制御研究所, 助教 (30628920)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 乳がん / 乳がん幹細胞 / 遺伝子変異 / シングルセル解析 / がん幹細胞 / がん幹細胞性 / ゲノム変異 / 1細胞解析 / 転移 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、患者由来乳癌のゲノム変異を1細胞レベルで解析し、既知の乳癌幹細胞表面マーカーの蛋白質発現解析と組み合わせることで、各変異と癌幹細胞性との相関を抜本的に明らかにする。また、癌幹細胞との相関が強く認められる遺伝子変異を人為的に細胞に導入し、特定の遺伝子変異が自己複製能や薬剤耐性、腫瘍原生能や転移能などの癌幹細胞機能に与える影響を解明する。これらの解析により、プレシジョン医療に応用可能な癌幹細胞性に関与する遺伝子変異を同定するとともに、その変異遺伝子の機能を明らかにすることで、当該遺伝子変異を標的とした乳癌幹細胞性の新規阻害法の開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
乳がん細胞の遺伝子変異とがん幹細胞マーカー群の発現を1細胞レベルで解析するために、シングルセルDNA/蛋白質解析プラットフォーム「Tapestri」を用いて解析を行った。解析サンプルとしては、当研究室で保有している患者由来乳がん3検体を用いた。私たちがこれまでに同定している乳がん幹細胞マーカー（NRP1およびIGF1R）を用いて、がん幹細胞集団と非がん幹細胞集団を分離した。これらの２つ集団をTapestriによるシングルセル解析に用いた。また、Tapestriで解析する遺伝子パネルは、上述のエキソーム解析から得られた結果をもとに構築した。具体的には、がん幹細胞群および非がん幹細胞群のそれぞれに頻発する遺伝子変異（95遺伝子）を標的としてパネルを作製した。さらに、解析する乳がん幹細胞マーカーは、これまでに乳がん幹細胞性との関連が強く示されている10種類の蛋白質抗原を標的として選出した。
得られた各細胞の乳がん幹細胞マーカー群の発現を用いて、Tapestri解析ソフトウェア（Tapestri Insight/Mosaic）により主成分分析を行ったところ、IGF1R陽性細胞集団（がん幹細胞集団）は、さらに５つのサブポピュレーションに分けられることが明らかとなった。この結果は、がん幹細胞群の中でも不均一性が存在することを示している。これらのがん幹細胞亜集団の性質や機能を明らかにすることは、乳がん幹細胞を理解するうえで重要であり、これからの研究課題の一つと位置付けている。さらに、遺伝子変異とがん幹細胞マーカーの発現の統合解析を行った。その結果、各マーカーの発現と有意に相関する遺伝子変異が複数同定された。これらの変異は、乳がん幹細胞性の制御やマーカー蛋白質の発現自体に関与している可能性が考えられる。現在、同定した遺伝子の機能解析と、当該変異がその遺伝子の機能に与える影響を解析中である。
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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
本年度ではシングルセルDNA・蛋白質解析を行い、がん幹細胞集団において不均一性が存在することを明らかにした。また、がん幹細胞マーカーの発現と有意に相関する遺伝子変異を複数同定した。現在、当該遺伝子の機能解析と変異による機能変化の解明を行っており、申請書に記載した研究計画に沿って、概ね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、がん幹細胞マーカーの発現と有意に相関する遺伝子変異の解析を進める。当該遺伝子のがん幹細胞における機能と、同定した変異がその遺伝子機能に与える影響を明らかにする。具体的には、当該変異を有していない患者由来乳がん細胞を使用し、候補変異遺伝子をCRISPR/Cas9システムを用いてノックアウトする。その細胞を用いて、自己複製能（スフィア形成アッセイ）、抗がん剤耐性（パクリタキセル存在下での生存能）、腫瘍原生能（マウス乳腺への移植）、および転移形成能（マウス尾静脈注射による肺転移）を解析し、各種のがん幹細胞機能に影響を与える遺伝子を同定する。またその遺伝子に人為的に変異を導入した細胞を用いて、がん幹細胞性に与える影響を明らかにする。これにより、がん幹細胞性を規定する遺伝子変異を同定し、特定の変異によりがん幹細胞の機能が制御されることを明示する。
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