Establishment of mouse models and organoids corresponding to colorectal cancer molecular subtypes and their clinical application

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K08694
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 檜井 孝夫 広島大学, 病院(医), 特任教授 (10444689)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 大腸癌マウスモデル / CMS分類 / オルガノイド

Outline of Annual Research Achievements

私共は、これまで大腸上皮細胞特異的Apcノックアウトマウス及び、Apcと別のドライバー遺伝子変異(Kras, Braf, Ptenなど)を持つ複合的遺伝子改変マウスを作製し、CMS分類の各サブタイプに一致する自然発生の大腸浸潤癌を持つマウスモデルを確立してきた。
本研究では、これらのマウスモデルで発生する腫瘍から、遺伝子発現プロファイルを網羅的に解析しCMS分類の各サブタイプに特徴的な分子マーカーを同定、確認をした上で、CMS分類サブタイプに応じた大腸癌に対する抗がん剤のスクリーニングをin vitro実験系で行うシステムを構築するための基盤的研究を行なっている。
まず、Apc欠損にKrasあるいはBrafを活性化した二つのマウスモデルでのデータを重ね合わせて、Kras-Braf axisによるMapk pathwayの活性化したモデル（CMS3もモデル）では、Greb1の標的分子として活性化していることが示唆された。
また、Apc+Pten欠損マウス（CMS4のモデル）で特異的はPhenotypeが出たため追加解析を行なった。腫瘍の新鮮凍結検体からマイクロダイセクション法で腫瘍部分と正常部分の組織由来のtRNAを抽出し、網羅的遺伝子発現解析用のDNAチップ（affymetrixのMouse Gene 1.0 ST Array、28,853 gene）を用いて転写産物の発現プロファイルを比較した。KEGG C2 gene setを使ったGene Set Enrichment Analysis (GSEA)での解析では、Ptenのヘテロでの欠失により、８つのpathwayが上昇し、28のpathwayが抑制されていた。
これらマウスモデルから作製したオルガノイドを使って、今後、抗がん剤のスクリーニングに応用可能が期待できる結果が得られつつある。

Research Products

• [Journal Article] Oncogenic mutation in RAS‐RAF axis leads to increased expression of GREB1 , resulting in tumor proliferation in colorectal cancer (2020)
  • Author(s): Kochi Masatoshi、Hinoi Takao、Niitsu Hiroaki、Miguchi Masashi、Saito Yasufumi、Sada Haruki、Sentani Kazuhiro、Sakamoto Naoya、Oue Naohide、Tashiro Hirotaka、Sotomaru Yusuke、Yasui Wataru、Ohdan Hideki
  • Journal Title: Cancer Science Volume: 111 Pages: 3540～3549
  • DOI: 10.1111/cas.14558
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A case of Turcot’s syndrome type 1 with loss of immunoexpression of MSH6 in colon cancer and liver metastasis due to secondary somatic mutation in coding mononucleotide (C)8 tract: a case report (2020)
  • Author(s): Akabane Shintaro、Hinoi Takao、Akagi Kiwamu、Yamamoto Hideki、Sada Haruki、Shimizu Yosuke、Shimizu Wataru、Sudo Takeshi、Onoe Takashi、Ishiyama Kohei、Suzuki Takahisa、Tazawa Hirofumi、Hadano Naoto、Misumi Toshihiro、Kojima Masato、Kubota Haruna、Taniyama Daiki、Kuraoka Kazuya、Tashiro Hirotaka
  • Journal Title: BMC Medical Genetics Volume: 21 Pages: 141
  • DOI: 10.1186/s12881-020-01079-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] BRAF mutation leads to increased expression of GeneX (GREB1) resulting in tumor proliferation in colorectal cancer (2020)
  • Author(s): Masatoshi Kochi, Takao Hinoi, Yasufumi Saito, Hiroaki Niitsu, Haruki Sada, Naoya Sakamoto, Kazuhiro Sentani, Naohide Oue, Wataru Yasui, Hideki Ohdan
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 日本人の遺伝性びまん性胃がんにおけるCDH1遺伝子生殖細胞系列変異 (2020)
  • Author(s): 山田英孝、胡徳、石野佳子、太田力、岩泉守哉、檜井孝夫、櫻井晃洋、田中屋宏爾、織田信弥、古庄知己、菅野康吉、吉田輝彦、椙村春彦
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Book] 遺伝性大腸癌診療ガイドライン 2020年版 (2020)
  • Author(s): 大腸癌研究会遺伝性大腸癌診療ガイドライン作成委員会、石田 秀行, 冨田 尚裕, 山口 達郎, 田中屋宏爾, 赤木 究, 石川 秀樹, 川崎 優子, 隈元 謙介, 下平 秀樹, 関根 茂樹, 高山 哲治, 田中 敏明, 田村 和朗, 田村智英子, 千野 晶子, 土井 悟, 中島 健, 中山 佳子, 長谷川博俊, 檜井 孝夫, 平沢 晃, 宮倉 安幸
  • Total Pages: 152
  • Publisher: 金原出版
  • ISBN: 4307204158