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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 2024)
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 / 液状化検体細胞診 / シングルセルRNA-seq解析 / 口腔癌 / 液状検体化細胞診法 / 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・上皮性異形成・扁平上皮癌・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・扁平上皮癌・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HE標本サンプルを回収して,シングルセルRNA-seq解析を用いて,正常から上皮性形成、そして扁平上皮癌へ至る,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週間隔で病変部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,OPMDs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の抽出を行う.
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症例実施する.
以上より, 2024年度計画書と比較して,大部分は進行中なので概ね順調である.

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・扁平上皮癌・浸潤癌) 100症例の検体は, scRNA-seq解析を急ぎ実行し,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

(2 results)
  • 2024 Research-status Report
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (34 results)

All 2025 2024 2023 Other

All Journal Article (15 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 15 results,  Open Access: 15 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 5 results) Book (3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Wnt/β-catenin-C-kit axis may play a role in adenoid cystic carcinoma prognostication2024

    • Author(s)
      Fujii Shinsuke、Hasegawa Kana、Maehara Takashi、Kurppa Kari J.、Heikinheimo Kristiina、Warner Kristy A.、Maruyama Satoshi、Tajiri Yudai、Nor Jacques E.、Tanuma Jun-ichi、Kawano Shintaro、Kiyoshima Tamotsu
    • Journal Title

      Pathology - Research and Practice

      Volume: 254 Pages: 155148-155148

    • DOI

      10.1016/j.prp.2024.155148

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    • Author(s)
      Haga Kenta、Funayama Akinori、Yamazaki Manabu、Maruyama Satoshi、Hara Taichi、Saito Naoaki、Saito Daisuke、Sotsuka Yohei、Hayashi Takafumi、Tanuma Jun-ichi、Kobayashi Tadaharu
    • Journal Title

      Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology

      Volume: 36 Issue: 3 Pages: 333-340

    • DOI

      10.1016/j.ajoms.2023.08.003

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      Kobayashi Ryota、Hirai Hideaki、Maruyama Satoshi、Tanuma Jun-ichi、Tomihara Kei
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      Cureus

      Volume: 16(8)

    • DOI

      10.7759/cureus.67882

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      Takaichi Mayu、Tachinami Hidetake、Takatsuka Danki、Yonesi Amirmoezz、Sakurai Kotaro、Rasul Muhammad Irfan、Imaue Shuichi、Yamada Shin-Ichi、Ruslin Muhammad、Yamazaki Manabu、Tanuma Jun-Ichi、Noguchi Makoto、Tomihara Kei
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 25 Issue: 17 Pages: 9438-9438

    • DOI

      10.3390/ijms25179438

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      eLife

      Volume: 13

    • DOI

      10.7554/elife.85042

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      Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology

      Volume: 36 Issue: 4 Pages: 624-631

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      Volume: 12 Issue: 5 Pages: 1078-1078

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      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 14092-14092

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      In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal

      Volume: 60 Issue: 10 Pages: 1184-1199

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      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 22778-22778

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      Biomedicines

      Volume: 12 Issue: 10 Pages: 2373-2373

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      Volume: 11 Issue: 12 Pages: 3119-3119

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Published: 2023-04-13   Modified: 2025-12-26  

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