膵癌進展を促す骨髄由来細胞による癌細胞clonalityの選択機序解明とその制御

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K16366
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 岩本 千佳 九州大学, 大学病院, 特任助教 (10752842)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 膵癌 / 浸潤

Outline of Annual Research Achievements

腫瘍細胞の増殖・進展には、癌細胞だけでなく周囲の微小環境や癌間質相互作用が重要である。また細胞集団のheterogeneityが発癌や癌進展に関与することが明らかとなってきている。胃癌や乳癌において、骨髄由来細胞と癌細胞の相互作用により、癌細胞の増殖や微小転移巣の形成を促進することが示唆された。膵癌においても複数のクローンからなるheterogeneityが存在するが、癌の悪性度に深く関わるクローンの生存、選択に、癌微小環境構成要素と考えられる骨髄由来細胞の関与が考えられるが、その機序は未だ不明である。本研究では、癌微小環境に着目した骨髄由来細胞との相互作用の機序解明に加え、原発巣や転移巣におけるheterogeneousな膵癌細胞の経時的なclonality解明にも焦点をあて、膵癌進展メカニズムを解明する。GFPで標識した骨髄細胞をKPCマウスに移植した同種移植モデルマウスを作製した。末梢血、骨髄、膵臓、肝臓などにGFP陽性細胞の生着を認め、multilineageな造血細胞を構築が見られた。同種移植モデルマウスの膵組織では、ADM領域やPDAC領域でGFP陽性細胞が集族する傾向にあり、骨髄由来細胞の分布に偏りがあることを示した。また、in vitro実験において、骨髄由来細胞が癌細胞の浸潤や遊走を促進することを明らかにした。さらに、KPCマウスの経時的な末梢血と膵組織、転移巣それぞれのゲノムDNAのNGS解析を進めており、発癌から転移の過程で、悪性度や臓器特異的な転移能に関わる遺伝子変異蓄積の網羅的な解析を検討する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

膵癌進展への骨髄由来細胞の関与とそのメカニズムを解明するために、GFPで標識した骨髄細胞をKPCマウスに移植した、同種移植モデルマウスを作製した。レシピエントマウスにおけるGFP陽性細胞の生着・分布の評価を行い、膵癌細胞と骨髄由来細胞を共培養した際の、膵癌細胞の遊走・浸潤・増殖能など機能解析も進んでいる。さらに、発癌から転移における遺伝子変異蓄積を網羅的に解析することで、悪性度や転移に関わる遺伝子変異を特定し、heterogeneousな膵癌細胞の経時的なclonality解明も進めている。現在、KPCマウスの経時的な末梢血と膵組織、転移巣それぞれのゲノムDNAのNGS解析を進めており本研究の進捗としてはおおむね順調に進展しているといえる。

Strategy for Future Research Activity

ヒト膵癌においても同様に骨髄由来細胞が膵癌進展に関与しているかの検討を行う。また、膵癌微小環境を構成している様々な免疫細胞や間質細胞の由来を同定していく。また、ゲノムDNAのNGS解析により経時的な遺伝子変異の蓄積や転移巣特異的な遺伝子変異の同定を行う。特にT細胞やB細胞においてはclonality解析も検討している。

Causes of Carryover

(理由)研究計画はおおむね順調に進展しており、資金を有効に使用できたため。
(使用計画)抗体、マウス購入費、NGS解析費、培養試薬類等

Research Products

• [Journal Article] Necroptosis in pancreatic cancer promotes cancer cell migration and invasion by release of CXCL5 (2020)
  • Author(s): Ando Yohei、Ohuchida Kenoki、Otsubo Yoshiki、Kibe Shin、Takesue Shin、Abe Toshiya、Iwamoto Chika、Shindo Koji、Moriyama Taiki、Nakata Kohei、Miyasaka Yoshihiro、Ohtsuka Takao、Oda Yoshinao、Nakamura Masafumi
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 15 Pages: e0228015
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0228015
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Establishment of a human SIRPA knock-in xenograft mouse model to study human hematopoietic and cancer stem cells (2020)
  • Author(s): Jinnouchi Fumiaki、Yamauchi Takuji、Yurino Ayano、Nunomura Takuya、Nakano Michitaka、Iwamoto Chika、Obara Teppei、Miyawaki Kohta、Kikushige Yoshikane、Kato Koji、Maeda Takahiro、Miyamoto Toshihiro、Baba Eishi、Akashi Koichi、Takenaka Katsuto
  • Journal Title: Blood Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1182/blood.2019002194
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neutrophil extracellular traps promote liver micrometastasis in pancreatic ductal adenocarcinoma via the activation of cancer?associated fibroblasts (2019)
  • Author(s): Takesue S, Ohuchida K, Shinkawa T, Otsubo Y, Matsumoto S, Sagara A, Yonenaga A, Ando Y, Kibe S, Nakayama H, Iwamoto C, Shindo K, Moriyama T, Nakata K, Miyasaka Y, Ohtsuka T, Toma H, Tominaga Y, Mizumoto K, Hashizume M, Nakamura M.
  • Journal Title: International Journal of Oncology Volume: 56 Pages: 596-605
  • DOI: 10.3892/ijo.2019.4951
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CD110 promotes pancreatic cancer progression and its expression is correlated with poor prognosis. (2019)
  • Author(s): Yan Z, Ohuchida K, Zheng B, Okumura T, Takesue S, Nakayama H, Iwamoto C, Shindo K, Moriyama T, Nakata K, Miyasaka Y, Ohtsuka T, Mizumoto K, Oda Y, Hashizume M, Nakamura M.
  • Journal Title: J Cancer Res Clin Oncol Volume: 145 Pages: 1147-1164
  • DOI: 10.1007/s00432-019-02860-z
  • Peer Reviewed / Open Access
• [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 / Open Access
• [Journal Article] Robust 3D image reconstruction of pancreatic cancer tumors from histopathological images with different stains and its quantitative performance evaluation. (2019)
  • Author(s): Kugler M, Goto Y, Tamura Y, Kawamura N, Kobayashi H, Yokota T, Iwamoto C, Ohuchida K, Hashizume M, Shimizu A, Hontani H.
  • Journal Title: Int J Comput Assist Radiol Surg Volume: 14 Pages: 2047-2055
  • DOI: 10.1007/s11548-019-02019-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Detection of pancreatic tumor cell nuclei via a hyperspectral analysis of pathological slides based on stain spectra (2019)
  • Author(s): Ishikawa Masahiro、Okamoto Chisato、Shinoda Kazuma、Komagata Hideki、Iwamoto Chika、Ohuchida Kenoki、Hashizume Makoto、Shimizu Akinobu、Kobayashi Naoki
  • Journal Title: Biomedical Optics Express Volume: 10 Pages: 4568-4568
  • DOI: 10.1364/BOE.10.004568
  • Peer Reviewed / Open Access
• [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] 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回日本癌学会学術総会
• [Presentation] BM-derived Cells Destruct Basemen Membrane and Induce Local Invasion of Pancreatic Cancer. (2019)
  • Author(s): C Iwamoto, K Ohuchida, Y Ando, T Shinkawa, Y Ohtsubo, K Shindo, T Moriyama, K Nakata, K Miyawaki, T Ohtsuka, K Akashi, M Eto, M Nakamura.
  • Organizer: 50th Annual Meeting of the American Pancreatic Association
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Micro-CT in the Analysis of Formalin-Fixed Paraffin-embedded Blocks of Resected Pancreatic Lesions. (2019)
  • Author(s): K Shindo, K Ohuchida, H.R. Roth, H Oda, C Iwamoto, M Oda, T Ohtsuka, K Mori, M Hashizume, M Nakamura.
  • Organizer: 50th Annual Meeting of the American Pancreatic Association
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Repositioning of Duloxetine as a New Drug for Targeting Pancreatic Cancer Microenvironment. (2019)
  • Author(s): A Sagara, K Nakata, T Yamashita, W Guan, S Matsumoto, S Date, Y Ohtsubo, T Shinkawa, R Kimura, A Fujii, Y Ando, C Iwamoto, Y Watanabe, K Shindo, N Ikenaga, T Moriyama, K Ohuchida, T Ohtsuka, K Mizumoto, M Nakamura.
  • Organizer: 50th Annual Meeting of the American Pancreatic Association
  • Int'l Joint Research