RCC Precision Medicine Project using PDX models

• Project/Area Number: 23K08736
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 高橋 正幸 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (50325255)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大豆本 圭 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 助教 (10745516) ; 宇都 義浩 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(生物資源産業学域), 教授 (20304553) ; 上原 久典 徳島大学, 病院, 教授 (30263809) ; 楠原 義人 徳島大学, 病院, 助教 (40745684) ; 布川 朋也 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 講師 (70564342)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 免疫チェックポイント阻害薬 / 個別化医療 / 鶏卵 / PDX / 腎癌 / 尿路上皮癌

Outline of Research at the Start

有効な薬剤を効率よく使用するために個別化医療を行う環境を整えることが急務であり、有用な薬剤スクリーニング法を開発する必要がある。ヒト癌を免疫不全マウスへの移植したPatient derived Xenograft (PDX)モデルでは抗がん剤や分子標的薬治療の研究を行うことが可能である一方で、ヒト免疫を有するマウス（ヒト化マウス）はコストが非常に高く、実臨床での応用は予算上困難である。本研究では「腎細胞癌・患者由来癌組織を用いたPrecision Medicine Project研究」として低コストな鶏卵を用いた「新規ヒト免疫鶏卵モデルの開発」を行い次世代の個別化医療の体制を構築する。

Outline of Annual Research Achievements

泌尿器癌治療は免疫チェックポイント阻害薬が中心となり、さらに従来の抗がん剤や分子標的治療薬と免疫チェックポイント阻害薬のcombination therapyの時代を迎えているが、非常に医療費がかかることが大きな問題である。そのため有効な薬剤を効率よく使用するために個別化医療を行う環境を整えることが急務であり、有用な薬剤スクリーニング法を開発する必要がある。さらに近年、腎細胞癌薬物療法の主軸となっている免疫チェックポイント阻害薬を用いた薬剤スクリーニング法の確立が早急に求められている。ヒト癌は免疫不全マウスへの移植したPatient derived Xenograft (PDX)モデルでは抗がん剤や分子標的薬治療の研究を行うことが可能である一方で、ヒト免疫を有するマウス（ヒト化マウス）で免疫チェックポイント阻害薬を評価することが可能である。しかしコストが非常に高く、実臨床での応用は予算上困難であると考えられる。そこで本研究では「腎細胞癌・患者由来癌組織を用いたPrecision Medicine Project研究」として低コストである鶏卵を用いた「新規ヒト免疫鶏卵モデルの開発」を行い次世代の個別化医療の体制を構築することが目的として研究を開始した。
患者の手術検体と患者の採血からヒト免疫細胞を採取しPBMCを抽出し、鶏卵モデル作製には有精卵を用いた。有精卵を孵卵器で10日間インキュベートしday11にChorioallantoic membrane (CAM)の上にミンスしたヒト癌組織を植えつけ、day15にPBMCを、day16に抗PD1抗体を静注した。最終的にday18に腫瘍を摘出した。抗腫瘍効果を腫瘍重量、病理学的評価で用いた定量的な評価を行い、現状では抗腫瘍効果を得ているモデルや治療抵抗性モデルができており今後比較検討する。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

患者の手術検体と患者の採血からヒト免疫細胞を採取しPBMCを抽出し、鶏卵モデル作製には有精卵を用いた。有精卵を孵卵器で10日間インキュベートしday11にChorioallantoic membrane (CAM)の上にミンスしたヒト癌組織を植えつけ、day15にPBMCを、day16に抗PD1抗体を静注した。最終的にday18に腫瘍を摘出した。抗腫瘍効果を腫瘍重量、病理学的評価で用いた定量的な評価を行い、現状では抗腫瘍効果を得ているモデルや治療抵抗性モデルができており今後比較検討する予定である。現状では当初計画していたすべての工程が完了しており、現在、手術検体を用いてさらに検証中である。

Strategy for Future Research Activity

現状では抗腫瘍効果を得ているモデルや治療抵抗性モデルができており今後比較検討する予定である。現状では当初計画していたすべての工程が完了しており、現在、手術検体を用いてさらに検証中である。研究代表者は、これまでに予後不良な淡明細胞型腎細胞癌に特徴的な遺伝子群を同定している。予後予測遺伝子群の中に、VEGF阻害剤の効果がない腎細胞癌を鑑別できるバイオマーカーが存在する可能性があると考え、INSRに着目し研究を行ってきた。現在、INSRとPDL1発現機構の関連とVEGFR阻害剤抵抗性についてInsulin receptor expression to predict resistance to axitinib and elucidation of the underlying molecular mechanism in metastatic renal cell carcinoma (Br J Cancer. 2023 Aug;129(3):521-530.)として論文報告した。この研究をさらに発展させ、鶏卵移植モデルでさらに研究を進めていく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Impact of lymph node dissection on surgical and oncological outcomes in patients undergoing robot-assisted radical cystectomy for bladder cancer: a multicenter retrospective study (2024)
  • Author(s): Sasaki Yutaro、Izumi Kazuyoshi、Fukuta Kyotaro、Kadoriku Fumiya、Atagi Yuichiro、Daizumoto Kei、Shiozaki Keito、Tomida Ryotaro、Kusuhara Yoshito、Fukawa Tomoya、Yanagihara Yutaka、Yamaguchi Kunihisa、Yamamoto Yasuyo、Izaki Hirofumi、Takahashi Masayuki、Okamoto Kenjiro、Yamanaka Masahito、Furukawa Junya
  • Journal Title: Journal of Robotic Surgery Volume: 18 Issue: 1 Pages: 141-141
  • DOI: 10.1007/s11701-024-01893-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lymph node dissection during radical cystectomy for bladder cancer: A two‐center comparative study of robotic versus open surgery (2023)
  • Author(s): Sasaki Yutaro、Daizumoto Kei、Fukuta Kyotaro、Shiozaki Keito、Nishiyama Mitsuki、Utsunomiya Seiya、Kobayashi Saki、Seto Kosuke、Ueno Yoshiteru、Tomida Ryotaro、Kusuhara Yoshito、Fukawa Tomoya、Nakanishi Ryoichi、Yamaguchi Kunihisa、Yamamoto Yasuyo、Izaki Hirofumi、Takahashi Masayuki
  • Journal Title: Asian Journal of Endoscopic Surgery Volume: 16 Issue: 4 Pages: 724-730
  • DOI: 10.1111/ases.13234
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Insulin receptor expression to predict resistance to axitinib and elucidation of the underlying molecular mechanism in metastatic renal cell carcinoma (2023)
  • Author(s): Takahashi Masayuki、Daizumoto Kei、Fukawa Tomoya、Fukuhara Yayoi、Bando Yoshimi、Kowada Minoru、Dondoo Tsogt-Ochir、Sasaki Yutaro、Tomida Ryotaro、Ueno Yoshiteru、Tsuda Megumi、Kusuhara Yoshito、Yamaguchi Kunihisa、Yamamoto Yasuyo、Uehara Hisanori、Kanayama Hiroomi
  • Journal Title: British Journal of Cancer Volume: 129 Issue: 3 Pages: 521-530
  • DOI: 10.1038/s41416-023-02325-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The importance of laparoscopic surgery for young urologists remains unwavering even in the era of robot‐assisted surgery (2023)
  • Author(s): Sasaki Yutaro、Takahashi Masayuki、Shiozaki Keito、Hori Katsuhito、Kadoriku Fumiya、Daizumoto Kei、Tomida Ryotaro、Ueno Yoshiteru、Kusuhara Yoshito、Fukawa Tomoya、Yamaguchi Kunihisa、Yamamoto Yasuyo、Tomita Koichi、Sairyo Koichi、Kanayama Hiroomi
  • Journal Title: Asian Journal of Endoscopic Surgery Volume: 17 Issue: 1
  • DOI: 10.1111/ases.13254
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 当院における患者由来PDXモデルを用いた取り組み-個別化医療を目指して- (2023)
  • Author(s): 大豆本圭、高橋正幸、宇都義浩、上原久典
  • Journal Title: 泌尿器科外科 Volume: 36 Pages: 906-908
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 腎細胞癌免疫微小環境におけるDPP4の役割 (2024)
  • Author(s): Mitsuki Nishiyama、Kei Daizumoto,Minoru Matsumoto,Risa Tsuruoka,Yoshihiro Uto,Ryotaro Tomida,Yoshito Kusuhara,Tomoya Fukawa,Masayuki Takahashi,Junya Furukawa
  • Organizer: 第33回泌尿器科分子・細胞研究会
• [Presentation] 筋層浸潤性膀胱癌・多段階進展機構におけるDDX31の重要性 (2024)
  • Author(s): 大豆本圭、竹本龍也、片桐豊雅、西山美月、小林早紀、冨田諒太郎、佐々木雄太郎、布川朋也、高橋正幸、古川順也
  • Organizer: 第33回泌尿器科分子・細胞研究会
• [Presentation] A real-world multiceenter retrospective observational study of neoadjuvant chemotherapy on clinical outcomes after RARC for muscle-invasive bladder cancer (2023)
  • Author(s): 大豆本圭、佐々木雄太郎、福田喬太郎、泉和良、安宅祐一朗、塩﨑啓登、冨田諒太郎、楠原義人、布川朋也、山口邦久、山本恭代、高橋正幸、金山博臣
  • Organizer: 第110回日本泌尿器科学会
• [Presentation] Comparison of Bricker and Wallace Techniques in Robot-assisted intracorpreal ileal conduit (2023)
  • Author(s): Fumiya Kadoriku、Yutaro Sasaki,Katsuhito Hori,Kei Daizumoto,Ryotaro Tomida,Yoshiteru Ueno,Megumi Tsuda,Yoshito Kusuhara,Tomoya Fukawa,Yasuyo Yamamoto,Kunihisa Yamaguchi,Masayuki Takahashi,Hiro-omi Kanayama Saki Kobayashi,Keito Shiozaki,Hirofumi Izaki
  • Organizer: 第110回日本泌尿器科学会
• [Presentation] 鶏卵モデルを用いた免疫チェックポイント阻害剤の新規スクリーニングモデルの可能性 (2023)
  • Author(s): 大豆本圭、宇都義浩、上原久典、西山美月、冨田諒太郎、布川朋也、高橋正幸
  • Organizer: 第82回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 進行性淡明細胞型腎細胞癌に対するニボルマブ・イピリムマブ併用療法の治療成績に関連する因子の検討 (2023)
  • Author(s): 冨田諒太郎、塩崎啓登、泉和良、二宮郁、布川朋也、山口邦久、山本恭代、橋根勝義、高橋正幸
  • Organizer: 第9回日本泌尿器腫瘍学会
• [Presentation] Role of DPP4 in the immune microenvironment of renal cell carcinoma (2023)
  • Author(s): Mitsuki Nishiyama、Kei Daizumoto,Minoru Matsumoto,Ria Tsuruoka,Yoshihiro Uto,Yutaro Sasaki,Yoshiteru Ueno,Ryotaro Tomida,Yoshito Kusuhara,Tomoya Fukawa,Kunihisa Yamaguchi,Yasuyo Yamamoto,Masayuki Takahashi
  • Organizer: 第9回日本泌尿器腫瘍学会
• [Presentation] 尿路上皮癌histologic subtypes/divergen differentiationにおけるRARC臨床検討多施設共同後ろ向き研究 (2023)
  • Author(s): 大豆本圭、佐々木雄太郎、福田喬太郎、泉和良、安宅祐一朗、塩崎啓登、楠原義人、布川朋也、高橋正幸
  • Organizer: 第9回日本泌尿器腫瘍学会