Establishment of diffuse astrocytoma cell line utilizing advanced culture system

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K15641
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 武笠 晃丈 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (90463869)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 神経膠腫 / 星細胞腫 / IDH遺伝子 / 細胞モデル

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、従来型培養方法で樹立困難なIDH遺伝子変異神経膠腫の細胞モデルを、種々の培養方法の工夫を用いることで作成することを目的とした。当初は、正常アストロサイトに変異遺伝子などの遺伝子導入を試みるも、星細胞腫モデルとしてより適しているATRX遺伝子の不活化した細胞の作成は困難であった。そこで、種々の悪性化過程にあるIDH変異星細胞腫腫瘍検体の初代培養を試みたが、継代を続けると細胞増殖が困難となり、やはり樹立にいたらなかった。
そこで平成30年度の繰越期間にむけ、初代培養細胞を一度iPS細胞化し、その後にこれを増殖させ、モデル細胞として用いることとした。まず、その前段階として、正常アストロサイトをiPS化する条件確立のため、エピソーマルベクターにてiPS細胞誘導を行ったところ、7系統のiPS細胞様の細胞株樹立に成功した。次に、IDH変異星細胞腫のiPS化技術確立のため、まずは、悪性度の高い膠芽腫の初代培養により作成した膠芽腫幹細胞様株からのiPS細胞作成を行うこととした。そのため、膠芽腫臨床切除検体を用いて、継続的な膠芽腫幹細胞様株の樹立を行った。これらの膠芽腫幹細胞様株に関しては、xenograft としての腫瘍形成能などの評価を順次施行した。そして、これら膠芽腫幹細胞様株を用い、アストロサイト同様のエピソーマルベクターを用いた方法を基盤として、様々な条件を検討しつつiPS細胞株化を図ったが、残念ながら研究期間中には神経膠腫からのiPS細胞樹立には至らなかった。さらなる技術的改良が必要と考えられた。また、神経膠腫細胞株の増殖を促進する培養条件を検討するため、種々の基質を用いた3次元及び2次元培養法の比較検討による評価を行ったところ、細胞株により増殖を促進する基質があることが明らかとなり、これらを使い分けることによりIDH変異星細胞株の樹立が可能となる可能性も示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Pattern of FDG and MET Distribution in High- and Low-Grade Gliomas on PET Images. (2019)
  • Author(s): Takahashi M, Soma T, Mukasa A, Tanaka S, Yanagisawa S, Momose T.
  • Journal Title: Clinical Nuclear Medicine Volume: － Pages: －
  • DOI: 10.1097/RLU.0000000000002460.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DNA demethylation is associated with malignant progression of lower-grade gliomas. (2019)
  • Author(s): Nomura M, Saito K, Aihara K, Nagae G, Yamamoto S, Tatsuno K, Ueda H, Fukuda S, Umeda T, Tanaka S, Takayanagi S, Otani R, Nejo T, Hana T, Takahashi S, Kitagawa Y, Omata M, Higuchi F, Nakamura T, Muragaki Y, Narita Y, Nagane M, Nishikawa R, Ueki K, Saito N, Aburatani H, Mukasa A.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: 13 Pages: －
  • DOI: 10.1038/s41598-019-38510-0.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Oligodendrocyte Progenitor Cells and Macrophages/Microglia Produce Glioma Stem Cell Niches at the Tumor Border. (2018)
  • Author(s): Hide T, Komohara Y, Miyasato Y, Nakamura H, Makino K, Takeya M, Kuratsu JI, Mukasa A, Yano S.
  • Journal Title: EBioMedicine Volume: － Pages: 94-104
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2018.02.024.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Employment status and termination among survivors of pediatric brain tumors: a cross-sectional survey. (2018)
  • Author(s): Sato I, Higuchi A, Yanagisawa T, Murayama S, Kumabe T, Sugiyama K, Mukasa A, Saito N, Sawamura Y, Terasaki M, Shibui S, Takahashi J, Nishikawa R, Ishida Y, Kamibeppu K.
  • Journal Title: Int J Clin Oncol Volume: － Pages: －
  • DOI: 10.1007/s10147-018-1279-2.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] IDH-mutated astrocytomas with 19q-loss constitute a subgroup that confers better prognosis. (2018)
  • Author(s): Otani R, Uzuka T, Higuchi F, Matsuda H, Nomura M, Tanaka S, Mukasa A, Ichimura K, Kim P, Ueki K.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 109 Pages: 2327-2335
  • DOI: 10.1111/cas.13635.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Concomitant administration of radiation with eribulin improves the survival of mice harboring intracerebral glioblastoma. (2018)
  • Author(s): Miki S, Imamichi S, Fujimori H, Tomiyama A, Fujimoto K, Satomi K, Matsushita Y, Matsuzaki S, Takahashi M, Ishikawa E, Yamamoto T, Matsumura A, Mukasa A, Nishikawa R, Masutomi K, Narita Y, Masutani M, Ichimura K.
  • Journal Title: Cancer Sci Volume: 109 Pages: 2275-2285
  • DOI: doi: 10.1111/cas.13637.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] BCL2 expression is associated with a poor prognosis independent of cellular origin in primary central nervous system diffuse large B-cell lymphoma. (2018)
  • Author(s): Makino K, Nakamura H, Shinojima N, Kuroda JI, Yano S, Mikami Y, Mukasa A.
  • Journal Title: J Neurooncol Volume: 140 Pages: 115-121
  • DOI: 10.1007/s11060-018-2940-3.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SIRT2-mediated inactivation of p73 is required for glioblastoma tumorigenicity. (2018)
  • Author(s): Funato K, Hayashi T, Echizen K, Negishi L, Shimizu N, Koyama-Nasu R, Nasu-Nishimura Y, Morishita Y, Tabar V, Todo T, Ino Y, Mukasa A, Saito N, Akiyama T.
  • Journal Title: EMBO Rep Volume: 19 Pages: －
  • DOI: 10.15252/embr.201745587.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Machine learning based on multi-parametric magnetic resonance imaging to differentiate glioblastoma multiforme from primary cerebral nervous system lymphoma. (2018)
  • Author(s): Nakagawa M, Nakaura T, Namimoto T, Kitajima M, Uetani H, Tateishi M, Oda S, Utsunomiya D, Makino K, Nakamura H, Mukasa A, Hirai T, Yamashita Y.
  • Journal Title: Eur J Radiol Volume: 108 Pages: 147-154
  • DOI: 10.1016/j.ejrad.2018.09.017.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CSF TACI and BAFF levels in patients with primary CNS lymphoma as novel diagnostic biomarkers. (2018)
  • Author(s): Mizutani H, Nakane S, Ikeda T, Nakamura H, Takamatsu K, Makino K, Tawara N, Mukaino A, Watari M, Matsui H, Mukasa A, Ando Y.
  • Journal Title: Ann Clin Transl Neurol Volume: 5 Pages: 1611-1616
  • DOI: 10.1002/acn3.668.
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 脳腫瘍のゲノム診療に向けて (2018)
  • Author(s): 武笠 晃丈
  • Journal Title: Clinical Neuroscience Volume: 36 Pages: 539-542
• [Presentation] Molecular characteristics of diffuse cerebellar glioma (2018)
  • Author(s): Akitake Mukasa, Masashi Nomura, Genta Nagae, Shogo Yamamoto, Kenji Tatsuno, Hiroki Ueda, Shiro Fukuda, Takayoshi Umeda, Tomonari Suzuki, Ryohei Otani, Keiichi Kobayashi, Takashi Maruyama, Shota Tanaka, Shunsaku Takayanagi, Takahide Nejo, Satoshi Takahashi, Koichi Ichimura, et al. (26人、1番目）
  • Organizer: International Conference on Brain Tumor Research & Therapy
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 多様なグリオーマに対する precision medicine の可能性と課題 (2018)
  • Author(s): 武笠晃丈
  • Organizer: 脳腫瘍の基礎シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] Glioma: What does the average neurosurgeon need to know about current progress in molecular biology and how will this affect our treatment strategies? (2018)
  • Author(s): Akitake Mukasa
  • Organizer: Society of Neurosurgeons of South Africa Congress 2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] マルチモダリティー時代のグリオーマ治療戦略 (2018)
  • Author(s): 武笠晃丈
  • Organizer: 日本脳腫瘍の外科学会
• [Presentation] 組織・細胞形態と分子プロファイルの多様性から考える脳腫瘍治療戦略 (2018)
  • Author(s): 武笠晃丈
  • Organizer: 日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • Invited
• [Presentation] 脳腫瘍のゲノム医療 (2018)
  • Author(s): 武笠晃丈
  • Organizer: 日本脳神経外科学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] グリオーマのゲノム・エピゲノム異常 (2018)
  • Author(s): 武笠晃丈
  • Organizer: 九州遺伝子診断研究会
  • Invited