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Elucidation of the metastasis mechanism by constructing a metastasis model

Research Project

Project/Area Number 23K24400
Project/Area Number (Other) 22H03141 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 55010:General surgery and pediatric surgery-related
Research InstitutionNational Cancer Center Japan

Principal Investigator

関根 圭輔  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (00323569)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 木戸 丈友  東京大学, 定量生命科学研究所, 特任講師 (00401034)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Keywordsオルガノイド / がん / 癌 / 膵癌 / 転移
Outline of Research at the Start

本研究では、膵癌治療および患者予後に決定的な影響を及ぼす転移に焦点を絞り、ヒトプライマリ膵癌オルガノイドを用いた人為的な癌間質の操作とその特性解析、独自のシングルセルレベルでの解析手法(Sekine K et al, Nature 2017)を応用し、in vitro転移モデルの作製、およびシングルセルおよび空間的トランスクリプトーム解析により転移メカニズムを明らかにし、転移を標的とした創薬開発システムの構築と転移制御を試みる。

Outline of Annual Research Achievements

申請者らは、これまでに間質を伴う正常組織の人為的再構成法を基盤として、日本人膵癌患者より分離したプライマリ膵癌細胞を用いて、膵癌微小環境を再現可能なヒトプライマリ膵癌オルガノイド作製法の開発に成功した。ヒトプライマリ膵癌オルガノイドはin vitroおよびin vivoにおいて高い抗癌剤耐性を示すことから、本技術は膵癌患者で見られる高い治療抵抗性を再現するための手法を確立したといえる。本研究では、膵癌治療および患者予後に決定的な影響を及ぼす転移について、特に膵癌で高頻度で起こる肝転移に焦点を絞り、ヒトプライマリ膵癌オルガノイドを用いた人為的な癌間質の操作とその特性解析、独自のシングルセルレベルでの解析手法を応用し、in vitro肝転移モデルの作製、およびシングルセルおよび空間的トランスクリプトーム解析により肝転移メカニズムを明らかにし、肝転移を標的とした創薬開発システムの構築と転移制御を試みる。
本年度はin vivoでの転移評価法について、転移モデルの構築を実施した。まず、マウス膵癌細胞を用いて転移モデルを作製し、続いてヒト膵癌オルガノイドを用いて転移評価を行い、転移能を有するクローンをいくつか同定した。これらの細胞を用いることで転移臓器の病態によって転移が促進されることを見出した。また転移評価法の構築を行った。立体的相互作用の評価法についての新たな技術の導入を完了し、評価手法の確立を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

in vivoでの転移評価法について条件検討を行い、その評価法についての新技術導入が完了した。立体的相互作用の評価法の開発を進めており、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

引き続きin vitroの相互作用解析とともに、in vivoでの相互作用検討のため、3次元的な評価方法を導入し、経時的な相互作用の変化について解析を実施する。相互作用分子を明らかにする目的で空間トランスクリプトーム解析およびシングルセルRNAシークエンス解析等を中心に相互作用解析法の検討を行う。さらに、がん細胞側だけで無く、転移先臓器の生理状態が転移に及ぼす影響についても検討を行い、その際の相互作用の変化についても解析を検討する。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Development of a novel co-culture system using human pancreatic cancer cells and human iPSC-derived stellate cells to mimic the characteristics of pancreatic ductal adenocarcinoma in?vitro2023

    • Author(s)
      Kometani Tatsuya、Kamo Koki、Kido Taketomo、Hiraoka Nobuyoshi、Chibazakura Taku、Unno Kenji、Sekine Keisuke
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 658 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.03.061

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High temporal resolution proteome and phosphoproteome profiling of stem cell-derived hepatocyte development2022

    • Author(s)
      Krumm J, Sekine K, Samaras P, Brazovskaja A, Breunig M, Yasui R, Kleger A, Taniguchi H, Wilhelm M, Treutlein B, Camp JG, Kuster B
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 38 Issue: 13 Pages: 110604-110604

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110604

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Highly Sensitive Detection of Human Pluripotent Stem Cells by Loop-Mediated Isothermal Amplification2022

    • Author(s)
      Yasui Ryota、Matsui Atsuka、Sekine Keisuke、Okamoto Satoshi、Taniguchi Hideki
    • Journal Title

      Stem Cell Reviews and Reports

      Volume: 18 Issue: 8 Pages: 2995-3007

    • DOI

      10.1007/s12015-022-10402-3

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] がん三次元培養モデルを用いた膵癌組織細胞間相互作用の解明2024

    • Author(s)
      関根圭輔
    • Organizer
      第113回日本病理学会総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 人為的がんモデルを用いたがん細胞社会の解明2022

    • Author(s)
      関根圭輔
    • Organizer
      第8回細胞凝集研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 患者由来癌モデルを用いたがんエコシステム解明2022

    • Author(s)
      関根圭輔
    • Organizer
      日本患者由来がんモデル学会2022学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] がん三次元培養モデルを用いた膵癌組織細胞間相互作用の解明2022

    • Author(s)
      関根圭輔
    • Organizer
      第4回がん三次元培養研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] がん研究入門コース(新技術)「オルガノイドを用いたがん研究」2022

    • Author(s)
      関根圭輔
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Elucidation and Control of Cancer Ecosystem using Artificial Cancer Tissue2022

    • Author(s)
      Keisuke Sekine
    • Organizer
      The 7th JCA-AACR Special Joint Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Recapitulating pancreatic cancer ecosystems by multicellular cancer organoid cultures.2022

    • Author(s)
      Keisuke Sekine
    • Organizer
      AACR2022 Annual Meeting
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] がんゲノムペディア -77のキーワードで理解するゲノム医療とゲノム研究-2024

    • Author(s)
      関根圭輔(柴田龍弘/編)
    • Total Pages
      255
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758121309
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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