膵臓がん微小環境に長期生存するがん間質幹細胞を標的とした新規治療法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K08610
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: 和田 聡 昭和大学, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (30420102)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: がん間質細胞 / PDXモデル / 次世代シーケンサー / 膵臓がん

Outline of Annual Research Achievements

これまでに我々は計61系統のがん患者由来のPDXモデルを作製してきており（樹立確立：61/116(52.6%)）、膵臓がんPDXにおいては17系統作製してきた（膵臓がんPDX樹立確立：17/38(44.7%)）。また、患者由来の膵臓がん組織がNOG-EGFPマウスに継代してもその特徴が保たれている事を形態学的及び遺伝学的に証明してきた。PDXマウスの特徴として、がん細胞もがん間質細胞も元は患者由来であるが、マウス継代を行うことによりがん細胞は患者由来のままであるが、がん間質細胞はマウス由来に置換されていく。この現象を利用してがん間質細胞がマウス由来に置換されていく中で残存する患者由来のがん間質細胞に着目して解析を施行した。具体的には、腫瘍組織を上皮マーカーと間質マーカーとで染色し、間質マーカー陽性細胞をソーティングして次世代シーケンサー(NGS)にて解析した。得られたデータをマウス由来のシーケンスとヒト由来のシーケンスとに完全に分けて解析し、ヒト由来のシーケンスのみデータ解析を施行した。この解析を若い世代のPDX(G2)と多く継代したPDX(G8)とを用いて比較検証した。その発現解析結果から、長期継代したPDXにおいても維持されている遺伝子を同定し、in vitroでの検証を行った。今後は同定した遺伝子を強制発現した細胞株を用いてin vivoでの機能について解析を施行する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

PDXの作製は順調に進み、PDXの特徴についての解析も予想通りのデータが得られた。腫瘍組織を単細胞化し、上皮マーカーと間質マーカーとで染色して、間質マーカー陽性細胞をソーティングする作業工程ではかなり苦労したが、ある程度は想定範囲内であり最終的には純度の高い細胞をソーティングすることに成功した。ソーティングした細胞からDNA/RNAを抽出し、次世代シーケンサー(NGS)解析に持っていく段階でDNA/RNA量が足りない事態が起こったが、数匹のマウスから同様の工程を踏んで細胞を採取することで規定量のDNA/RNAを採取する事ができた。NGS解析後ヒト由来のシーケンスのみを抽出し、PDXマウスのG2とG8で比較解析を施行した際には、色々な解析法を駆使することにより有望な遺伝子を同定する事ができた。幾つかの遺伝子をin vitroで解析し、有望と思われる3つの遺伝子を同定した。

Strategy for Future Research Activity

In vivo機能解析を進めるため同定した遺伝子を導入した強制発現細胞株を樹立する。樹立した細胞をマウスに移植してin vivoにおける同定した遺伝子の機能を解析する。その際に腫瘍細胞及び線維芽細胞や内皮細胞等の複数の細胞に遺伝子発現させて機能を解析する。

Causes of Carryover

次世代シーケンサー解析を他の研究で行っているサンプル解析と一緒に行うことで委託解析コストを下げる事に成功した。しかし、同定した遺伝子が予想より多く得られたため、今後の機能解析、特にIN VIVOの解析により多くの経費が掛かることが予想されたため次年度への使用額が生じた。
（使用計画）
基本的な研究計画に変更はないが、同定された遺伝子が予想より多く、検証する時間とコストに変更が生じ、それに合わせて使用計画も変更する。

Research Products

• [Journal Article] High expression of olfactomedin-4 is correlated with chemoresistance and poor prognosis in pancreatic cancer. (2020)
  • Author(s): Ohkuma R, Yada E, Ishikawa S, Komura D, Ishizaki H, Tamada K, Kubota Y, Hamada K, Ishida H, Hirasawa Y, Ariizumi H, Satoh E, Shida M, Watanabe M, Onoue R, Ando K, Tsurutani J, Yoshimura K, Yokobori T, Sasada T, Aoki T, Murakami M, Norose T, Ohike N, Takimoto M, Izumizaki M, Kobayashi S, Tsunoda T, Wada S.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Pages: e0226707
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0226707
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research