2018 Fiscal Year Research-status Report
膵発がん早期病変を標的とした診断マーカーの新規オルガノイドモデルを用いた探索
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18K07932
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
泉谷 昌志 東京大学, 医学部附属病院, 講師 (90532739)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
筆宝 義隆 千葉県がんセンター(研究所), 発がん制御研究部, 部長 (30359632)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 膵がん / 早期診断マーカー / オルガノイドモデル / PanIN / IPMN |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、代表的な難治性固形がんである膵がんの早期発見およびそれによる予後改善を実現するために、膵がん前がん病変(PanINやIPMN)に相当するマウスおよびヒトオルガノイドを用いた膵発がん過程再現モデルを構築・応用し、従来は困難の多かった膵がん前がん病変を解析対象とし、効率的に真に有用なヒト膵がんの早期診断マーカーを探索することを目的とする。本年度においては、膵がん前がん病変 (Pancreatic intraepithelial neoplasia, PanIN) に相当するオルガノイドを使用した早期診断マーカー探索の基礎となる、マウス膵発がんモデルの検証を中心に行った。
<マウスおよびヒト細胞を用いた膵がん発がん過程の再現>
・Kras-LSL-G12D/+マウスやTrp53-flox/floxマウスより摘出した膵臓を酵素的に消化したのち、細胞外基質であるMatrigel中における初代培養を実施することで、嚢胞状のオルガノイドの形成が見られ、継代による維持が可能であった。オルガノイドの免疫染色によりこれらはCD19陽性であることから、通常膵臓の5%程度を占め膵管上皮がんの発生起源の一つと考えられる膵管上皮から構成されているものと考えられた。
・これらに in vitro でウイルスベクターによりCre recombinaseを導入することで変異Krasやp53ノックアウトなどの膵がん関連遺伝子変異を正常膵オルガノイドに誘導する。３次元オルガノイド培養にてこれらを増殖させたのちに、 ヌードマウス皮下に移植し腫瘍形成能ならびに形成された腫瘍の病理学的評価を行なった。Kras変異単独を導入した場合においてPanINに相当する腫瘍の形成が、またKras変異に加えてp53などの変異を導入した場合により異型度の高い腫瘍の形成が確認された。
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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
本年度においては、今後の早期診断マーカー探索の基礎となる、膵がん関連遺伝子の膵オルガノイドへの誘導ならびに皮下移植を用いた膵発がんモデルについて確立することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以後については、マウスに加えてヒト検体での検討、ならびに当該モデルで形成された腫瘍の詳細な解析を実施することが考えられる。すなわち、
・ヒト検体:ヒトIPMN患者膵液由来膵管上皮オルガノイドを用い、ウイ ルスベクターによる膵がん関連する遺伝子の導入ならびにヌードマウス皮下に移植し腫瘍形成能を検証する。これにより 、IPMNおよびさらに一段階進展した腫瘍に相当するオルガノイドの解析が可能になる。
・膵前がん病変の遺伝子発現解析・培養上清のプロテオミクス解析：当該モデルで得られたマウスおよびヒトの前がん病変やがん相当オルガノイドから核酸を抽出し、網羅的遺伝子発現解析、次世代シークエンサーを用いたゲノム解析を検討する。さらに、上清中より回収した核酸・タンパクを用いて網羅的発現解析、プロテオミクス解析の実施可能性について検討する。これらの解析結果から早期診断マーカー候補を抽出し、ヒト検体での検討を経て診断マーカーとしての有用性を検討する方向性が想定される。
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| Causes of Carryover |
遺伝子発現解析や次世代シークエンサーによる解析について、最適な実験結果を得るために性急な実施とはせず十分な条件検討等を行うこととし、H30年度中ではなくH31年度の実施としたため。H30年度未使用分については、前述の通り遺伝子発現解析や次世代シークエンサー解析に使用する予定である。
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