加齢に伴う幹細胞老化による胃発癌機構の3次元細胞培養に基づく解明

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K07928
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 今谷 晃 東北大学, 医学系研究科, 教授 (30333876)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 胃粘膜萎縮 / 加齢 / 幹細胞老化 / 胃オルガノイド

Outline of Annual Research Achievements

多くのがんにおいて加齢は重要な要因の1つと考えられており、H.pylori感染に伴う胃癌、除菌後胃癌、H.pylori陰性胃癌の いずれにおいても、加齢は重要な危険因子である。そして、加齢とともに発癌母地とされる胃粘膜萎縮や腸上皮化生が進展する 。一方、幹細胞老化(stem cell aging)は臓器の生理的老化あるいは発癌を含む病的老化に重要な役割を果たしている。そこで、幹細胞老化の観点から、比較的生理的な加齢現象と思われる胃粘膜萎縮、さらに生理的老化から逸脱した現象と類推できる発癌について、3次元細胞培養を用いて解明することを目的としている。平成30年度は、野生型マウスの胃粘膜より胃オルガノイドを樹立する条件設定を行った。各種ニッチ因子、conditioned medium、マトリゲルの条件設定を行い、比較的安定的に樹立することが可能となった。次に、若年（8週齢）と加齢（52週齢）の野生型マウス胃粘膜より胃オルガノイドを樹立した。オルガノイドの形成を時系列で観察したところ、加齢マウスでは若年マウスに比較して、オルガノイド形成能が低下していることが明らかとなった。また、マウス胃不死化正常細胞GSM06由来の3次元培養スフェロイドと対比させながら条件設定を行い、抗Ki67抗体を用いて胃オルガノイドに対する蛍光免疫染色で増殖能の検討をした。また、胃オルガノイドからRNAを抽出し定量PCRを行い、ATP4aやPepsinogen Cなどの分化マーカーの遺伝子発現量を検討し計画を進めた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成30年度は、予定どおり、若年および加齢マウスから胃オルガノイドを安定的に樹立する系を確立し、胃オルガノイドを用いた蛍光免疫染色と定量PCRの実験系も確立し、若年と加齢マウス間に差があることを見出して始めている。しかしながら、若干、当初予定していた幹細胞マーカーの発現と局在、網羅的発現量の解析までは至らなかった。

Strategy for Future Research Activity

計画に従い、今後も若年と加齢マウス由来の胃オルガノイドを作成し、幹細胞マーカーの発現変化、さらに網羅的に発現量変化の解析を進め、幹細胞老化に関わる候補遺伝子を同定する。さらに同定後、候補遺伝子を発現誘導させ、細胞老化が誘導されるか解析し、その異常の発癌との関連性について検討を進めていく予定である。

Causes of Carryover

平成30年度に当初予定していた幹細胞マーカーの発現と局在、および、網羅的発現量の解析まで至らなかったので、これらの解析のために必要な１次抗体とAgilent Expression Array Chipを平成31年度に購入のために追加予定として計画している。