個体モデルを用いた大規模シングルセル解析によるがん組織の要素還元論的な理解

• Project Area: Conquering cancer through neo-dimensional systems understanding
• Project/Area Number: 16H01581
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: National Cancer Center Japan
• Principal Investigator: 岡本 康司 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (80342913)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2017: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2016: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
• Keywords: シングルセル解析 / 癌

Outline of Annual Research Achievements

がん微小環境はがん由来の細胞とそれらを取り巻く正常組織由来の細胞により構成されるが、これらの構成細胞はお互いの相互作用による細胞間ネットワークを構築し、がんの発生進展に寄与すると考えられる。従って、がん細胞と非がん細胞の織りなすがん組織の全体像を理解する事は、がんの本質的な治療戦略を構築する上で重要である。
このような細胞間ネットワークを明らかにする目的で、申請者らはマウス動物モデルを用いた発がん過程のシングルセル解析を行った。実験系としては、Apc 変異マウスのDSS炎症大腸発がんモデルを用い、上皮腸管細胞の発がん過程におけるシングルセル解析を行った。解析対象となる遺伝子は、Wntターゲット遺伝子とし、これらの発現の解析をがん組織、および非がん組織で行い、クラスタリング解析、主成分解析とうの統計処理後、両者を比較する事により、がん化に伴い出現する幹細胞性を持った細胞集団の存在を明らかにした。これらの解析により、Wntターゲット遺伝子の発現変動に伴う大腸がん幹細胞の発生機序を明らかにした。さらに、がん細胞のみならず各種の非がん細胞を含めたがん組織全体の大規模シングルセル解析を試行し、その実験条件を確立し、発がん過程における血液系細胞、間質細胞の動態の一端を明らかにした。大規模シングルセルの結果より、がんの発生過程において、血液系細胞、間質細胞の大規模な特性変化が起きている事が明らかになった。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Heterogeneity among Lgr5-positive colon stem cells (2017)
  • Author(s): Shiokawa D and Okamoto K
  • Journal Title: Mol. Cell. Oncol. Volume: 4 Issue: 4 Pages: e1335271-e1335271
  • DOI: 10.1080/23723556.2017.1335271
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The Induction of Selected Wnt Target Genes by Tcf1 Mediates Generation of Tumorigenic Colon Stem Cells (2017)
  • Author(s): Shiokawa D, Sato A, Ohata H, Muto M, Sekine S, Kato M, Shibata T, Nakagama H, Okamoto K.
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 19 Issue: 5 Pages: 981
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.04.017
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 卵巣がん幹細胞の鍵シグナル (2017)
  • Author(s): 岡本康司
  • Journal Title: 月刊「細胞」 Volume: 49 Pages: 108-111
• [Journal Article] Sox2-dependent inhibition of p21 is associated with poor prognosis of endometrial cancer (2017)
  • Author(s): Yamawaki K, Ishiguro T, Mori Y, Yoshihara K, Suda K, Tamura R, Yamaguchi M, Sekine M, Kashima K, Higuchi M, Fujii M, Okamoto K, Enomoto T
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 108 Issue: 4 Pages: 632
  • DOI: 10.1111/cas.13196
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Tumor-derived spheroids: class FormattedString { value: Relevance to cancer stem cells and clinical applications } (2017)
  • Author(s): Ishiguro T, Ohata H, Sato A, Yamawaki K, Enomoto T, Okamoto K.
  • Journal Title: Cancer Sci. Volume: 108 Issue: 3 Pages: 283
  • DOI: 10.1111/cas.13155
  • URL: https://localhost/en/publications/eef7fb2c-fd0d-4541-a89f-9f16a203d42e
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TNIK inhibition abrogates colorectal cancer stemness (2016)
  • Author(s): Masuda M, Uno Y, Ohbayashi N, Ohata H, Mimata A, Kukimoto-Niino M, Moriyama H, Kashimoto S, Inoue T, Goto N, Okamoto K, Shirouzu M, Sawa M, Yamada T.
  • Journal Title: Nature Comm. Volume: 7 Issue: 1 Pages: 12586-12586
  • DOI: 10.1038/ncomms12586
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] シングルセル発現解析による大腸がん組織多様性の理解 (2017)
  • Author(s): 岡本康司
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）
  • Invited
• [Presentation] 大腸がん幹細胞性の進展メカニズム (2017)
  • Author(s): 岡本康司
  • Organizer: 第48回高松宮妃癌研究基金国際シンポジウム
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] スフェロイド形成による難治がん由来がん幹細胞の培養と特性解析 (2016)
  • Author(s): 岡本康司
  • Organizer: 第39 回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • Year and Date: 2016-11-30
  • Invited