NGS解析による膵癌微小環境とゲノム不均一性の解明とその治療への応用

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18H02881
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 進藤 幸治 九州大学, 大学病院, 助教 (00788432)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 重隆 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (00529802) ; 前山 良 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (10611668) ; 仲田 興平 九州大学, 大学病院, 助教 (30419569) ; 江上 拓哉 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (40507787) ; 宮坂 義浩 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (40507795) ; 鬼丸 学 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (80529876) ; 池永 直樹 九州大学, 大学病院, 助教 (90759755)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 膵癌 / NGS解析 / 遺伝子変異 / シングルセル解析 / 微小環境 / heterogeneity

Outline of Annual Research Achievements

膵癌研究において、膵癌自然発生遺伝子改変マウス(KPCマウス)は強力な研究ツールで、膵癌患者の疑似的モデルとして特に有用である。本研究の目的は、前癌病変PanINの段階的進展に伴って重積する遺伝子変異、および癌化から転移や播種に至る各段階での課程を、次世代シークエンサー(NGS)を用いて詳細に解析し、それぞれのkey mediatorを発見し、制御する方法を開発することである。
これまでに、ヒト膵癌組織を用いたターゲットシークエンスの結果から、変異遺伝子の差異により異時性多発病変と再発病変を区別できる可能性があることが示唆された。まず肝転移のあるKPCマウスのエクソームシークエンスの解析を行い、膵原発にみられる遺伝子変異が発癌初期の末梢血中にも検出され、週齢が進むにつれmutationは蓄積した。また、癌の進展に伴い検出されたmutationの中には肝転移巣に特異的に見られるものがあった。KPCマウスの末梢血および腫瘍サンプルのゲノムDNAに対するエクソームシークエンスについても、転移の有無や進行度による遺伝子レベルの差異に関して解析する。また、同時にヒト膵癌の局所浸潤や転移に関与する細胞集団や微小環境因子の研究も行い、局所浸潤については、膵に誘導された骨髄由来細胞が浸潤を先導すること、浸潤部の膵癌細胞のnecroptosisによって放出されるCXCL5が浸潤を促進することが明らかとなり、さらにリンパ節転移に関しS100Pの発現が膵癌細胞のリンパ節への進展を制御することを見出した。
今後、これまでに明らかにした浸潤、転移に関与する因子を中心に、NGS解析あるいはシングルセル解析を進め、膵癌の進展に重要な役割を果たす遺伝子変異の同定および膵癌におけるゲノム不均一性(heterogeneity)の解明を目指す。最終的には、それらを標的とした新たな膵癌の診断・治療戦略の開発につなげる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

各進行度における膵癌自然発癌モデルマウスおよびヒト膵癌組織のサンプル集積は順調に進んだが、シークエンス結果のデータ解析にやや時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

今後は担当人員を増やすなどしてシークエンス結果のデータ解析を前進させ、膵癌の浸潤、転移に関する研究で得られた多くの知見と組み合わせて、本研究の目的である膵癌のheterogeneityの解明およびその診断・治療への応用を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Necroptosis in pancreatic cancer promotes cancer cell migration and invasion by release of CXCL5 (2020)
  • Author(s): Yohei Ando, Kenoki Ohuchida , Yoshiki Otsubo, Shin Kibe, Shin Takesue, Toshiya Abe, Chika Iwamoto, Koji Shindo, Taiki Moriyama, Kohei Nakata, Yoshihiro Miyasaka, Takao Ohtsuka, Yoshinao Oda, Masafumi Nakamura
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Pages: e0228015
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0228015
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] S100P regulates the collective invasion of pancreatic cancer cells into the lymphatic endothelial monolayer (2019)
  • Author(s): Nakayama H, Ohuchida K, Yonenaga A, Sagara A, Ando Y, Kibe S, Takesue S, Abe T, Endo S, Koikawa K, Okumura T, Shido K, Miyoshi K, Nakata K, Moriyama T, Miyasaka Y, Inoue S, Ohtsuka T, Mizumoto K, Nakamura M
  • Journal Title: Int J Oncol Volume: 55 Pages: 211～222
  • DOI: 10.3892/ijo.2019.4812.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of ERK1/2 in cancer-associated pancreatic stellate cells suppresses cancer-stromal interaction and metastasis (2019)
  • Author(s): Yan Zilong、Ohuchida Kenoki、Fei Shuang、Zheng Biao、Guan Weiyu、Feng Haimin、Kibe Shin、Ando Yohei、Koikawa Kazuhiro、Abe Toshiya、Iwamoto Chika、Shindo Koji、Moriyama Taiki、Nakata Kohei、Miyasaka Yoshihiro、Ohtsuka Takao、Mizumoto Kazuhiro、Hashizume Makoto、Nakamura Masafumi
  • Journal Title: Journal of Experimental & Clinical Cancer Research Volume: 38 Pages: 221
  • DOI: 10.1186/s13046-019-1226-8
  • Peer Reviewed
• [Presentation] BM-Derived Cells Destruct Basement Membrane and Induce Local Invasion of Pancreatic Cancer (2019)
  • Author(s): Iwamoto C, Ohuchida K, Ando Y, Shinkawa T, Ohtsubo Y, Shindo K, Moriyama T, Nakata K, Miyawaki K, Ohtsuka T, Akashi K, Eto M, Nakamura M
  • Organizer: The 50th Annual Meeting of the American Pancreatic Association(APA)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Necroptosis in Pancreatic Cancer Promotes Cancer Cell Migration and Invasion by Release of CXCL5 (2019)
  • Author(s): Ando Y, Ohuchida K, Otsubo Y, Sagara A, Kibe S, Takesue S, Nakayama M, Shindo K, Moriyama T, Nakata K, Ohtsuka T, Mizumoto K, Nakamura M
  • Organizer: The 50th Annual Meeting of the American Pancreatic Association(APA)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Repositioning of Duloxetine as a New Drug for Targeting Pancreatic Cancer Microenvironment (2019)
  • Author(s): Sagara A, Nakata K, Yamashita T, Guan W, Matsumoto S, Date S, Ohtsubo Y, Shinkawa T, Kimura R, Fujii A, Ando Y, Iwamoto C, Watanabe Y, Shindo K, Ikenaga N, Moriyama T, Ohuchida K, Ohtsuka T, Mizumoto K, Nakamura M
  • Organizer: The 50th Annual Meeting of the American Pancreatic Association(APA)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 膵癌微小環境を構築する骨髄由来細胞が膵癌浸潤を先導する (2019)
  • Author(s): 岩本千佳、大内田研宙、安藤陽平、新川智彦、大坪慶志輝、進藤幸治、森山大樹、仲田興平、宮脇恒太、赤司浩一、江藤正俊、中村雅史
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術集会
• [Presentation] 膵癌細胞への異なった細胞死誘導による遊走・浸潤能への影響の比較 (2019)
  • Author(s): 安藤陽平、大内田研宙、岐部晋、武居晋、中山宏道、森山大樹、仲田興平、宮坂義浩、大塚隆生、中村雅史
  • Organizer: 第74回日本消化器外科学会総会
• [Presentation] 膵臓に誘導され膵癌微小環境を構成する骨髄由来細胞が膵癌浸潤を制御する (2019)
  • Author(s): 岩本千佳、大内田研宙、武居晋、進藤幸治、宮脇恒太、赤司浩一、橋爪誠、江藤正俊、中村雅史
  • Organizer: 第74回日本消化器外科学会総会
• [Presentation] S100Pが癌細胞塊のリンパ管内皮層へのクリアランスに関与しリンパ節転移に関わる (2019)
  • Author(s): 中山宏道、大内田研宙、相良亜希子、米永晃子、安藤陽平、岐部晋、武居晋、進藤幸治、仲田興平、森山大樹、宮坂義浩、藤田逸人、永井俊太郎、岡部安博、大塚隆生、水元一博、中村雅史
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 膵癌におけるERK1/2阻害剤による癌間質相互作用の抑制効果の検討 (2019)
  • Author(s): 新川智彦、厳子龍、大内田研宙、大坪慶志輝、松本奏吉、米永晃子、相良亜希子、関維雨、馮海旻、安藤陽平、岐部晋、武居晋、中山宏道、進藤幸治、森山大樹、仲田興平、宮坂義浩、永井俊太郎、大塚隆生、中村雅史
  • Organizer: 第119回日本外科学会定期学術集会