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Elucidation of the molecular mechanisms in the microenvironment of oral cancer using single-cell RNA sequence analysis

Research Project

Project/Area Number 23K09150
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 57020:Oral pathobiological science-related
Research InstitutionNiigata University

Principal Investigator

田沼 順一  新潟大学, 医歯学系, 教授 (20305139)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山崎 学  新潟大学, 医歯学系, 准教授 (10547516)
丸山 智  新潟大学, 医歯学総合病院, 講師 (30397161)
杉本 昌弘  慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 教授 (30458963)
阿部 達也  新潟大学, 医歯学系, 助教 (70634856)
泉 健次  新潟大学, 医歯学系, 教授 (80242436)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsCarcinoma Sequence / 液状検体化細胞診法 / シングルセルRNA-seq解析 / 口腔癌 / scRNA-Seq解析 / メタボロミクス解析 / 口腔癌3次元浸潤モデル / がん細胞の微小環境ネットワーク
Outline of Research at the Start

本研究は,scRNA-Seq解析を糸口に,口腔癌の各発がん段階におけるターゲット遺伝子を追究し,新たな病理診断法と治療法の臨床へ成果を還元することを目指したトランスレーショナルリサーチである. 未知の遺伝子を俯瞰的に見渡す必要があるため,これまでの発がん研究の成果を基盤とした候補因子解析に加え,想定を超える新規因子探索を目的とした様々な分子生物学的解析は,クリニカルシークエンスに繋がる『がん細胞の微小環境ネットワーク』を解明するための実験手順で実行し,随時明らかにする.

Outline of Annual Research Achievements

1)研究開始当初の背景
本邦の口腔領域の悪性腫瘍は,年間死亡者数が約8千名で深刻な状態であり,また口腔癌の発生過程に遺伝子制御機構の異常が関与することは徐々に解明されつつあるが,有力な原因遺伝子や発生に関わる分子機序はいまだに不明な点が多い.さらにヒト癌で多く見られる多段階発がんに不可欠なCarcinoma Sequenceを再現した解析方法が無いことも問題である.これらを解明するために,我々は液状検体化細胞診法にモデル動物を応用させて,開発したがん細胞の浸潤機構を再現できる3次元モデルを利用して,発がん過程を解明できる実験系を確立して多くの成果を発表してきた. そこで本研究は,このモデルを応用させて正常・上皮内癌・浸潤癌に至る発がん過程での病理組織・細胞を対象に,シングルセルRNA-seq解析を利用して,口腔癌の微小環境に関わる分子ネットワークのメカニズム解明を目標とする.
2)研究の目的
口腔癌の各発がん段階のメカニズム解明,つまり上皮内進展,間質への浸潤様式及びがん細胞の悪性転化のKeyになる関連分子を追究することである.これにより病理診断用マーカー,さらには治療判断に還元できる新規抗体・マーカーを提供することができる.日常の診断では病理医だけでなく,放射線医・口腔外科医などの臨床医が苦慮している口腔上皮性異形成などを含むOPMDsから上皮内癌・浸潤癌さらには悪性転化へと移行する動的な病態変化のメカニズムを形態学的・分子生物学的に詳らかにしていく.本研究では,LBC法及びマイクロダイセクション法によりサンプルを回収して,シングルセルRNA-seq解析を用いて,NormalからOED,SCC in situ,SCCへ至る,3つの過程(がんの微小環境)におけるターゲット分子の検索を実行する.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

1)『モデル動物によるLBC法を用いた試料採取』舌癌高感受性DAラットに4NQOを飲用水で発がん実験を行い,LBC法で検体を採取する.同一個体で継続的に病変部を順次観察しながら,各個体を2週間隔で舌病変から採取をして標本を作製し診断する.Papanicolaou染色で標本作製し,専門医がベセスダシステムに従い,前癌病変であるLSIL・HSILを対象に正常と比較検討を行い,同時に遺伝子解析用のDNA/RNAの抽出.

2)『各発がん段階における細胞診・組織診・免疫染色』各発がん段階における症例で,生検から手術材および術後の再発など同一患者の標本で, LBC法による細胞診のPapanicolaou染色や免疫染色を100症例実施.

Strategy for Future Research Activity

今後の研究推進する方策としては,各発がん段階における“scRNA-seq解析”である.ヒト舌癌の各段階(過形成・上皮性異形成・上皮内癌・癌) 100症例の検体は, scRNA-seq解析を行い,特異的遺伝子や発現の差異から見出す.また候補遺伝子解析と同様に免疫染色の標本で発現を比較し,未知の病理診断マーカーと分子標的候補を見出す.

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2023 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Hypoxia-Induced Biosynthesis of the Extracellular Matrix Molecules, Perlecan and Fibronectin, Promotes the Growth of Pleomorphic Adenoma Cells In Vitro Models2023

    • Author(s)
      Maruyama Satoshi、Yamazaki Manabu、Ab? Tatsuya、Cheng Jun、Saku Takashi、Tanuma Jun-ichi
    • Journal Title

      Biomedicines

      Volume: 11 Issue: 11 Pages: 2981-2981

    • DOI

      10.3390/biomedicines11112981

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Searching for new early detection markers of oral epithelial dysplasia and oral squamous cell carcinoma using oral liquid-based cytology2023

    • Author(s)
      Akimori Toshiyuki、Yamazaki Manabu、Ab? Tatsuya、Maruyama Satoshi、Tomihara Kei、Maeda Takeyasu、Tanuma Jun-ichi
    • Journal Title

      Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology

      Volume: 1 Issue: 4 Pages: 1-1

    • DOI

      10.1016/j.ajoms.2023.11.007

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparing the Diagnostic Accuracy of Ultrasonography, CT, MRI, and PET/CT in Cervical Lymph Node Metastasis of Oral Squamous Cell Carcinoma2023

    • Author(s)
      Takamura Masaki、Nikkuni Yutaka、Hayashi Takafumi、Katsura Kouji、Nishiyama Hideyoshi、Yamazaki Manabu、Maruyama Satoshi、Tanuma Jun-ichi
    • Journal Title

      Biomedicines

      Volume: 11 Issue: 12 Pages: 3119-3119

    • DOI

      10.3390/biomedicines11123119

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Masticatory muscle tendon-aponeurosis hyperplasia that was initially misdiagnosed for polymyositis: a case report and review of the literature2023

    • Author(s)
      Katagiri Wataru、Saito Daisuke、Maruyama Satoshi、Ike Makiko、Nisiyama Hideyoshi、Hayashi Takafumi、Tanuma Jun-ichi、Kobayashi Tadaharu
    • Journal Title

      Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery

      Volume: 45 Issue: 1 Pages: 45-45

    • DOI

      10.1186/s40902-023-00386-6

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      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cholesterol Is a Regulator of CAV1 Localization and Cell Migration in Oral Squamous Cell Carcinoma2023

    • Author(s)
      Chan NN, Yamazaki M, Maruyama S, Abe T, Haga K, Kawaharada M, Izumi K, Kobayashi T, Tanuma JI.
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 7 Pages: 6035-6035

    • DOI

      10.3390/ijms24076035

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 日常生活に役立つ口腔粘膜疾患と対処法2023

    • Author(s)
      田沼順一
    • Organizer
      第38回日本小児歯科学会 関東地方会
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      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 口腔扁平上皮癌におけるladinin-1 と細胞極性・上皮性格制御2023

    • Author(s)
      阿部達也, 山崎 学, 丸山 智, ニェイン ニェイン チャン, 田沼順一
    • Organizer
      第112回日本病理学会総会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 頭頸部癌特異的スプライシングイベントの探索2023

    • Author(s)
      阿部達也, 山崎 学, 丸山 智, ニェイン ニェイン チャン, 田沼順一
    • Organizer
      第112回日本病理学会総会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 口腔癌および口腔粘膜3次元インビトロモデルに対する重粒子線照射の影響に関する研究2023

    • Author(s)
      泉 健次, 内藤絵里子, 井川和代, 羽賀健太, 小林亮太, 齋藤夕子, 山﨑 学, 田沼順一, 冨原 圭
    • Organizer
      第77回日本口腔科学会学術集会
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  • [Presentation] 同種死細胞により誘導される口腔扁平上皮癌細胞の活性化メカニズム2023

    • Author(s)
      山﨑 学, 阿部達也, 丸山 智, 田沼順一
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] 光干渉断層撮影を用いた3次元口腔癌モデルにおける癌浸潤の定量解析2023

    • Author(s)
      羽賀健太, 山崎 学, 丸山 智, 阿部達也, 小林正治, 田沼順一
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] 頭頚部扁平上皮癌における特異的選択的スプライシングの探索2023

    • Author(s)
      阿部達也, 凌 一葦, 奥田修二郎, 山崎 学, 丸山 智, 田沼順一
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] 頭頚部扁平上皮癌における選択的スプライシングシグネチャーによる予後予測2023

    • Author(s)
      阿部達也, 凌 一葦, 奥田修二郎, 山崎 学, 丸山 智, 田沼順一
    • Organizer
      第113回日本病理学会総会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 口腔扁平上皮癌における異所性核酸受容分子の発現解析2023

    • Author(s)
      山﨑 学, 阿部達也, 丸山 智, 田沼順一
    • Organizer
      第113回日本病理学会総会
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      2023 Research-status Report
  • [Remarks] 新潟大学大学院 医歯学総合研究科 口腔病理学分野

    • URL

      https://www5.dent.niigata-u.ac.jp/~opatho/

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      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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