New construction of in vivo reprogramming technology by modified microRNA

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K15496
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 石井 秀始 大阪大学, 医学系研究科, 特任教授(常勤) (10280736)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今野 雅允 大阪大学, 医学系研究科, 寄附講座助教 (80618207) ; 西田 尚弘 大阪大学, 医学系研究科, 助教 (50588118) ; 川本 弘一 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (30432470) ; 小関 準 大阪大学, 医学系研究科, 特任助教(常勤) (20616669)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 癌 / 核酸 / ゲノム

Outline of Annual Research Achievements

胎生期に発現する内在性マイクロRNA（既に特許化 [WO2011-102444等]）を医薬品として最適化する為に、①架橋型修飾（共有結合他）、②Drug Delivery System(DDS)搭載する技術を新構築することを目的とした。応用範囲は、癌を含む体細胞の直接リプログラミングを個体レベルで誘導、エピゲノムを基盤とした革新的な細胞改変、画期的な疾病制御を具現化することを目指した。新たなステージの特許戦略を展開して、最適化、企業移転、臨床応用へ加速して研究を進めた。新規性としてはマイクロRNAの架橋型修飾・DDS搭載の最適化は重要なシーズを生み出した。有用性としては、癌・再生医学の先進的シーズ（癌幹細胞の根絶・再生による組織修復）。先進性としては、高度なエピゲノム操作を、簡便で安全な方法で実現する。トランスレーショナル研究としては、先端医科学の臨床医学への展開を目指した。
３つの天然型マイクロRNAを基本骨格として化学修飾によりシーズの最適化を展開した。前臨床としてDDS搭載まで進め、個体レベルで癌幹細胞に対する効果が最大であり、正常細胞への有害事象がないシーズを開発した。遺伝子組み換え・動物実験(承認番号24-122-011)は全て倫理規定を遵守して実施した。(1)人工型リボ核酸の開発：翻訳アッセイを指標として抑制機能、刺激機能に類別化。核酸修飾と機能の対応法則を明らかにした。試作品で構造予測の結果、核酸リボース・リン酸間の結合を保持した形で蛋白質間に挟まれており、この空間を補填する構造が有利である結果が得られているので、この手掛かりから更に詳細に構造を読み解いた。計算速度は概ね103CPU程度を得ており、1次スクリーニングは2ヶ月程度の計算エフォートで達成できた。(2)DDS搭載：観察または腫瘍径15ミリ以上で腫瘍を核出、免疫組織解析した。

Research Products

• [Journal Article] Clinical significance of histone demethylase NO66 in invasive colorectal cancer. (2017)
  • Author(s): Nishizawa, Y., Nishida, N., Konno, M., Kawamoto, K., Asai, A., Koseki, J., Takahashi, H., Haraguchi, N., Nishimura, J., Hata, T., Matsuda, C., Mizushima, T., Satoh, T., Doki, Y., Mori, M., Ishii, H.
  • Journal Title: Ann. Surg. Oncol. Volume: 24 Pages: 841-849
  • DOI: 10.1245/s10434-016-5395-9.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The importance of mitochondrial folate enzymes in human colorectal cancer. (2017)
  • Author(s): Miyo, M., Konno, M., Colvin, S. H., Nishida, N., Koseki, J., Kawamoto, K., Tsunekuni, K., Nishimura, J., Hata, T., Takemasa, I., Mizushima, T., Doki, Y., Mori, M., Ishii, H.
  • Journal Title: Oncol. Rep. Volume: 37 Pages: 417-425
  • DOI: 10.3892/or.2016.5264.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fetal hepatocyte derived culture medium elicits adipocyte differentiation to bile duct cell lineages in mouse. (2016)
  • Author(s): Ogawa, H., Konno, M., Kawamoto, K., Nishida, N., Koseki, J., Mizushima, T., Satoh, T., Eguchi, H., Doki, Y., Mori, M., Ishii, H.
  • Journal Title: Biomedical. Reports. Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] c-Met affects gemcitabine resistance over carcinogenesis in a mouse model of pancreatic cancer. (2016)
  • Author(s): Noguchi, K., Konno, M., Eguchi, H., Kawamoto, K., Mukai, R., Nishida, N., Koseki, J., Wada, H., Akita, H., Satoh, T., Marubashi, S., Nagano, H., Doki, Y., Mori, M., Ishii, H.
  • Journal Title: Oncol. Lett. Volume: - Pages: -
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] MicroRNA miR-374, a potential radiosensitizer for carbon ion beam radiotherapy. (2016)
  • Author(s): Baek, SJ., Sato, K., Nishida, N., Koseki, J., Azuma, R., Kawamoto, K., Konno, M., Hayashi, K., Satoh, T., Doki, Y., Mori, M., Ishii, H., Ogawa, K.
  • Journal Title: Oncol. Rep. Volume: 36 Pages: 2946-2950
  • DOI: 10.3892/or.2016.5122.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oncometabolite D-2-hydroxyglurate directly induces epithelial-mesenchymal transition and is associated with distant metastasis in colorectal cancer. (2016)
  • Author(s): Colvin, S. H., Nishida, N., Konno, M., Haraguchi, N., Takahashi, H., Nishimura, J., Hata, T., Kawamoto, K. Asai, A., Tsunekuni, K., Koseki, J., Mizushima, T., Satoh, T., Doki, Y., Mori, M., Ishii, H.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 6 Pages: 36289
  • DOI: 10.1038/srep36289.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genomic landscape of esophageal squamous cell carcinoma in a japanese population. (2016)
  • Author(s): Sawada, G., Niida, A., Uchi, R., Hirata, H., Shimamura, T., Suzuki, Y., Shiraishi, Y., Chiba, K., Imoto, S., Takahashi, Y., Iwaya, T.,... Mori, M., Mimori, K. et al.
  • Journal Title: Gastroenterology. Volume: 150 Pages: 1171-11782
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2016.01.035.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Intestinal epithelial culture under an air-liquid interface: a tool for studying human and mouse esophagi. (2016)
  • Author(s): Yokobori, T., Suzuki, S., Miyazaki, T., Sohda, M., Sakai, M., Tanaka, N., Ozawa, D., Hara, K., Honjo, H., Altan, B., Fukuchi, M., Ishii, H., Iwatsuki, M., Sugimachi, K., Sudo, T., Iwaya, T., Nishida, N., Mimori, K., Kuwano, H., Mori, M.
  • Journal Title: Dis. Esophagus. Volume: 29 Pages: 843-847
  • DOI: 10.1111/dote.12346.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Metabolic adaptation to nutritional stress in human colorectal cancer. (2016)
  • Author(s): Miyo, M., Konno, M., Nishida, N. Sueda, T., Noguchi, K., Matsui, H., Colvin, H., Kawamoto, K., Koseki, J., Haraguchi, N., Nishimura, J., Hata, T., Gotoh, N., Mastuda, F., Saatoh, T., Mizushima, T., Shimizu, H., Doki, Y., Mori, M., Ishii, H.
  • Journal Title: Sci. Rep. Volume: 6 Pages: 38415
  • DOI: 10.1038/srep38415.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 多能性幹細胞の種差に関わる内在性因子 (2017)
  • Author(s): 石井秀始、今野雅允
  • Organizer: 第16回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(宮城）
  • Year and Date: 2017-03-07 – 2017-03-09
• [Presentation] Overcoming therapy-resistant cancer stem cells (2016)
  • Author(s): 石井秀始
  • Organizer: 15th World Congress on CANCER THERAPY, BIOMARKER ＆CLINCAL RESEARCH
  • Place of Presentation: DoubleTree by Hilton Hotel Philadelphia Airport（アメリカ）
  • Year and Date: 2016-12-05 – 2016-12-07
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] NEW STRATEGY FOR OVERCOMING MULTIFACETED THERAPY-RESISTANT CANCER STEM CELLS (2016)
  • Author(s): 石井秀始
  • Organizer: 第47回高松宮妃癌研究基金国際シンポジウム
  • Place of Presentation: パレスホテル東京(東京）
  • Year and Date: 2016-11-08 – 2016-11-10
• [Presentation] 大腸癌の飢餓ストレスに適応した代謝変化 (2016)
  • Author(s): 今野雅允、三代雅明、西田尚弘、川本弘一、小関準、土岐祐一郎、森正樹、石井秀始
  • Organizer: 第75回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川）
  • Year and Date: 2016-10-06 – 2016-10-08
• [Patent(Industrial Property Rights)] がんを検出、又はがんの進行期を判定する方法 (2016)
  • Inventor(s): 石井秀始、西田尚弘、森正樹、土岐祐一郎 他7名
  • Industrial Property Rights Holder: 石井秀始、西田尚弘、森正樹、土岐祐一郎 他7名
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 特願2016-162203
  • Filing Date: 2016-08-22