Comprehensive elucidation of the mechanism of circulating miRNA fluctuations during pancreatic carcinogenesis
| Project/Area Number |
23K24188
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| Project/Area Number (Other) |
22H02927 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
松崎 潤太郎 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (60464864)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 義正 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 教授 (90360114)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | マイクロRNA / 膵臓がん / CRISPR/Cas9 / 膵がん / 細胞外小胞 |
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| Outline of Research at the Start |
膵がんのように早期診断技術開発が待望される腫瘍において、血中マイクロRNA (miRNA)診断の実用化が期待されている。多くの臨床検体の解析から、そのコンセプトの正しさは実証されているが、血中miRNAによってなぜ膵がんが診断できるのか、正確には証明しきれていない。本研究は、マウス膵管初代培養より樹立した膵前駆細胞に遺伝子編集を行って作成した膵多段階発がん細胞株系列をマウスに移植し、発がん時に変動する血中miRNAの生理学的意義を明らかにすることで、実臨床における血中miRNA診断に必須となる基盤的知見を提供する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
膵がんのように早期診断技術開発が待望される腫瘍において、血中マイクロRNA (miRNA)診断の実用化が期待されている。多くの臨床検体の解析から、そのコンセプトの正しさは実証されているが、血中miRNAによってなぜ膵がんが診断できるのか、正確には証明しきれていない。特に膵がん発がん過程において、KRASを筆頭としたドライバー遺伝子変異の蓄積のどの段階で血中miRNAプロファイルが変化するのかは不明である。加えて、膵腫瘍の発生によって周辺の細胞や免疫細胞などが反応し、分泌するmiRNAが変化することも、血中miRNAに大きく影響している可能性がある。本研究はこれらの点を考慮し、マウスで膵発がん過程での血中miRNA変化を追跡し、その意味を理解することを目的とする。
まずマウス膵管初代培養より樹立した膵前駆細胞に対し、CRISPR/Cas9を用いて遺伝子編集を行い、KRAS、CDKN2A、TP53、SMAD4の変異を導入した膵多段階発がん細胞株系列を作成した。各細胞の培養上清より細胞外小胞を収集し、miRNA-seqによってmiRNAプロファイルを網羅的に解析した。これにより、各ドライバー遺伝子変異に固有のmiRNA分泌パターンの変化を見出した。
さらに当該細胞株にそれぞれLuciferaseを導入した後、免疫不全マウス(ヌードマウス)の膵臓内に移植し、各遺伝子変異が細胞増殖や生命予後に与える影響をin vivoで明確にした。
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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
我々が独自に樹立したマウス膵前駆細胞は細胞増殖力が極めて高く、プラスミドトランスフェクション法によるCas9-sgRNAの導入によって極めて簡便にゲノム編集が可能であり、またsingle cell cloningも容易であったことから、膵上皮の実験モデルとして有用であることが明らかになった。レンチウイルスベクターによるLuciferase導入も速やかに実施可能であり、in vivo imaging system (IVIS)による、マウス移植細胞の観察も問題なく実施可能であった。また樹立細胞由来の細胞外小胞に含まれるmiRNA解析も完了しており、研究は順調に進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウスにKRAS(G12D)変異を導入した際に、ほとんどの細胞が自然にCDKN2A欠損を獲得したことが判明したため、KRAS(G12D)単独変異細胞から分泌される細胞外miRNAの解析を実施できていないことがわかった。またTP53欠損株は樹立されたが、TP53(R172H)変異株はまだ樹立できておらず、継続して細胞系譜の樹立をすすめる。
さらに樹立細胞株にLuciferase導入後、免疫不全マウスへの生着は確認できたが、野生型マウスには生着しづらいことが判明した。今年度はまず、Luciferaseを導入せずに、野生型マウスへ生着するKRAS変異細胞の取得をめざす。
また免疫不全マウスへ細胞移植した後に血漿より細胞外小胞を回収し、miRNAを分析することで、各ドライバー遺伝子変異に対応した血中miRNA変化を同定する。このモデルでは獲得免疫細胞由来のmiRNA変化の同定はできないが、今後、野生型マウスで同様の解析を行うことにより、その差分をみることで獲得免疫細胞由来miRNAの同定も可能になると考えられる。
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Report
(1 results)
Research Products
(13 results)
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[Journal Article] A validation study for the utility of serum microRNA as a diagnostic and prognostic marker in patients with osteosarcoma2023
Author(s)
Yoshihiro Araki, Naofumi Asano, Norio Yamamoto, Katsuhiro Hayashi, Akihiko Takeuchi, Shinji Miwa, Kentaro Igarashi, Takashi Higuchi, Kensaku Abe, Yuta Taniguchi, Hirotaka Yonezawa, Sei Morinaga, Yohei Asano, Takeshi Yoshida, Rikinari Hanayama, Juntaro Matsuzaki, Takahiro Ochiya, Akira Kawai, Hiroyuki Tsuchiya
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Journal Title
Oncology Letters
Volume: 25(6); 222
Issue: 6
Pages: 222-222
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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