2015 Fiscal Year Research-status Report
膵癌幹細胞の肝転移阻害を標的とした創薬開発に関する研究
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15K10183
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
堀 裕一 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (80248004)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 一也 神戸大学, 保健学研究科, 研究員 (50335353)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 癌幹細胞 / 膵臓癌 / 肝転移 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究の全体構想は膵癌幹細胞の肝転移機構を明らかにして新規治療法を開発することである。膵臓癌は癌死亡率の第５位にあり、早期診断が困難できわめて予後不良の疾患であり、遠隔転移や局所浸潤が予後を左右する。我々は進行膵癌患者から20種類の膵癌幹細胞株を樹立し、CD133が癌幹細胞マーカーとなることを明らかにした (Shimizu et al. PLoS One, 2013)。また、正常膵組織幹細胞やヒト膵癌組織内の一部の細胞が汎幹細胞マーカー(CD133)を発現することを明らかにしてきた (Stem Cells 2008; Pancreas 2009; Pathobiology 2011)。本研究では、我々が独自に樹立した①初代ヒト膵癌幹細胞株と②マウス人工膵癌幹細胞株を使って初期の肝転移を再構築し、転移機構を分子レベルで解明し、新規治療薬の開発を目指す。当該年度、我々はマウス組織幹細胞にGFP、変異型KRASG12D、変異型p53、cyclin dependent kinase 4を遺伝子導入してマウス人工膵癌細胞を作成した。この細胞は腫瘍形成能・転移能・抗がん剤感受性など様々な点で、臨床で遭遇するヒト膵癌組織と類似していることが明らかとなった。また、マウス人工膵癌細胞は幹細胞マーカー(CD133)を一部の細胞に発現しており、細胞磁気分取装置により、陽性細胞と陰性細胞に分けてそれぞれマウスに移植するとCD133陽性細胞がtumor-initiating cellであることが確認された。また、腫瘍グラフト内にはCD133陽性細胞と陰性細胞が混在する不均一な腫瘍を形成できることが明らかになった。以上より、我々が樹立したマウス人工膵癌細胞は癌幹細胞としての特性を持つことが証明された。
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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
本研究では、我々が独自に樹立した①初代ヒト膵癌幹細胞株と②マウス人工膵癌幹細胞株を使って初期の肝転移を再構築し、転移機構を分子レベルで解明し、新規治療薬の開発を目指す。初年度は、膵臓組織幹細胞に変異型KRASG12D、変異型p53、cyclin dependent kinase 4を遺伝子導入して樹立したマウス人工膵癌細胞がヒト膵癌幹細胞と類似した性質を持つかどうかを検討した。野生型マウスの膵臓に移植すると、一ヶ月ほどで腫瘍を形成し、また、高率に肝臓転移を認めた。さらに、ヒト膵癌の標準化学療法薬であるゲムシタビンに対する抗腫瘍効果を検討したところ、in vitroの解析では薬剤感受性を認め、in vivoにおいても著明な抗腫瘍効果を認めた。以上のことから、樹立したマウス人工膵癌細胞はヒト膵癌細胞と類似した特性を有することを証明した。これまでの予備実験の結果から、同所性に膵臓に移植した膵癌細胞が肝転移をきたすことは極めて稀である。そこで、脾臓から経門脈的に膵癌細胞を注入して肝転移を形成するモデルを試行した。その結果、①初代ヒト膵癌幹細胞株では免疫不全マウスを用いるためか、ほとんど肝転移を起こさなかった。そこで、②マウス人工膵癌幹細胞株に限定して実験を行っている。この細胞は野生型マウスに移植することができ、短期間に多発肝転移を形成することを確認できた。現在、様々なtime courseを設定して、極初期の肝転移形成モデルを作成中である。
以上より、「研究目的」に記載した内容が順調に達成できていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、我々が独自に樹立した①初代ヒト膵癌幹細胞株と②マウス人工膵癌幹細胞株を使って初期の肝転移を再構築し、転移機構を分子レベルで解明し、新規治療薬の開発を目指すことである。樹立したマウス人工膵癌細胞株はヒト膵癌細胞と腫瘍形成能・転移能・抗がん剤感受性など多くの点で類似しているだけでなく、マウス人工膵癌細胞株のうちでCD133陽性細胞はtumor-initiating cellとしての特性を持つことを明らかにした(論文投稿中)。また、この細胞は高率に肝転移を引き起こすので、転移巣から細胞を樹立し、移植を繰り返すことによって、より転移能の高い細胞株を作成する。最近、腫瘍の転移指向性を癌細胞が分泌するエクソソームが決定しているとする論文が報告された。今後は同じ親株から転移能の異なる細胞株を樹立して、膵癌細胞のゲノム・遺伝子解析と膵癌細胞から分泌されるエクソソーム解析を網羅的に解析することにより、肝転移にかかる詳細な分子メカニズムを明らかにする予定である。また、血管内皮細胞と膵癌細胞との相互作用に注目して肝臓における癌細胞のextravasation機構についてもin vitroやin vivoで検討し、新規転移阻害薬の開発につなげたい。中でも、ヒト血管内皮細胞(HUVEC)やマウス膵臓由来血管内皮細胞(MS-1)を入手しており、前者は樹立した初代ヒト膵癌幹細胞株、後者はマウス人工膵癌幹細胞株との共培養系を構築しており、血管内皮細胞のフィロポディア形成に注目して解析を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
おおむね研究計画通りに経費を使用してきたが、消耗品として計上していた23円分を繰り越した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の予算と合わせて消耗品に使用する予定である。
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