背景粘膜から見た潰瘍性大腸炎関連大腸癌のリスク解析

• Project/Area Number: 23K07457
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 清水 寛路 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 講師 (00733875)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡本 隆一 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (50451935)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 潰瘍性大腸炎 / オルガノイド / 潰瘍性大腸炎関連発癌

Outline of Research at the Start

本研究は、潰瘍性大腸炎症例ごとに背景とする慢性持続性炎症粘膜の遺伝子プロファイルに注目することで、UCANリスクを層別化・定量化し、病変特異性に診断を補助し得るバイオマーカーの発見を目指す。UCANは、異形成という上皮内腫瘍を初期病変として発癌するのであるが、慢性持続性炎症を背景として罹患している広い範囲で癌関連遺伝子への異常が起こり、複数の部位で異所性かつ異時性に異形成が発生する。本研究は、UCAN発生の背景となる慢性持続性炎症粘膜、すなわち前腫瘍状態からUCANへ連続する腸上皮細胞の遺伝子プロファイルの変化に注目して解析する。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は当初研究計画に従い「腸上皮オルガノイドにおけるシングルセル遺伝子解析系の構築」および「潰瘍性大腸炎患者より腸上皮オルガノイドを作成し、UCANリスクグループ毎に腸上皮オルガノイドライブラリの創設」について研究を実施した。その結果、以下の様な成果を得ている。
1.シングルセル遺伝子解析系を潰瘍性大腸炎患者より得られた腸上皮オルガノイドにおいて可能とするため、まず潰瘍性大腸炎（UC）患者由来の大腸オルガノイド、およびクローン病（CD）患者由来の大腸オルガノイドの初代培養を樹立し、このオルガノイドを用いて、マイクロ流路系とMultiplexPCR法によるシングルセル解析の条件検討を行った。この結果はすでに当研究室で確立した手法、つまり小腸オルガノイドを用いた既報(J Gastroenterol)と同条件にてシングルセルからのRNAの抽出及び逆転写反応が実施でき解析が可能であった。
2.次に、このシングルセル遺伝子発現データについて主成分解析を行ったところ、大腸オルガノイドのUCとCDの間には明らかな差異は認めなかった。同一患者由来の小腸オルガノイド（n=6）と大腸オルガノイド（n=5）の間には異なる分布を認め、上皮細胞の採取部位による差異を検出することが確認された。
3.UCAN合併の潰瘍性大腸炎患者について、内視鏡検査を行なって疾患活動性に関する臨床的な評価を施行した。また、拡大内視鏡観察を行い、低異形度異形成から高異形度異形成、あるいは癌の見極めが可能かどうかを、生検からの病理診断と比較することで検証した。
以上の結果より、大腸粘膜構成細胞群におけるシングルセル遺伝子解析系を構築し、内視鏡を用いて、対象となる患者の臨床的評価が可能であること、対象となる病変の低異形度異形成から高異形度異形成、あるいは癌であるかの鑑別が可能であることを確認した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

大腸粘膜構成細胞群におけるシングルセル遺伝子解析系の構築と対象患者・対象病変における内視鏡データの収集が進んでいる。当初の計画に沿って進捗していると考えている。

Strategy for Future Research Activity

本年度計画は概ね順調に推移しているため、当初計画に沿って、次年度以降は対象患者由来の検体を用いてライブラリの創設と、UCANリスクグループ間の比較検討を進めていく計画である。