人工すい臓がん幹細胞の樹立と放射線増感ナノ粒子によるその治療法

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18368
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 西村 勇哉 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 客員准教授 (40728218)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 幹細胞 / 人工癌幹細胞 / すい臓がん / ナノ粒子 / 放射線増感 / X線

Outline of Annual Research Achievements

すい臓がんを標的とした低侵襲な放射線治療によってがん細胞を根絶することが本研究の最終目標である。そのためには、腫瘍内に存在するがん細胞の根幹で、分化や転移の能力をもつがん幹細胞（CSC）を死滅させなければならない。しかし、このがん幹細胞の性質はあまり解明が進んでいない。その一番の理由は解析に必要な量を確保できないからである。そこで本研究では、iPS細胞と同様にすい臓がん細胞から人工のがん幹細胞（iCSC）の作製を試みた。そして、この細胞を利用して、すい臓がん幹細胞の特徴的な性質をメタボローム解析やトランスクリプトーム解析によって分析し、得られた知見からがん幹細胞の標的因子を定め、ドラッグデリバリーシステムとX線の併用による治療を目指した。
当該年度は、得られたすい臓がん由来の人工がん幹細胞の解析を行った。CSCとがん細胞の薬剤排出能力の違いを利用したセルソーティングによって分離した細胞を回収した。そして、マイクロアレイによるトランスクリプトーム解析を行った結果、コントロール細胞と比較して、iCSCにおいていくつかの遺伝子群の変化が見られた。今後、これらの因子からiCSCの形質を評価し、標的マーカーとしての機能を確認する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当該年度はすい臓がん（AsPC-1）を用いた人工がん幹細胞の評価を行った。OCT3、SOX2、KLF4遺伝子（OSK）をTransfectionしたAsPC-1 OSKの細胞集団の中からがん幹細胞を回収するために、がん幹細胞の薬剤（Hoechst33342）排出能力を利用したセルソーティングを行った。この方法により回収したがん幹細胞の遺伝子発現パターンを網羅的に解析するために、マイクロアレイによるトランスクリプトーム解析を行った。その結果、コントロールとの比較により、がん幹細胞においていくつかの遺伝子群の変化が確認された。
これらの結果から、がん幹細胞の表現型として特徴付けることが可能であるかを評価する予定である。COVID-19の影響により、医学部施設への立ち入りが禁止となったことや、新規動物実験の取り扱いが中止になったことで研究に遅れが出ている。そのため、本年度で終了の予定であったが、１年延長の申請を行った。

Strategy for Future Research Activity

2021年度はメタボローム解析とトランスクリプトーム解析の結果からがん幹細胞の特徴的な形質を抽出し、マーカーとなりうるかを評価する。評価方法としては、in vitroにおいて抗体染色等によるがん幹細胞への認識能力を確認する。また、in vivoでは、マウスXenograft modelへの静脈投与により、生体内での集積・認識能力を評価する。最終的に、ナノ粒子の投与とX線照射の併用によってiCSC由来のすい臓癌腫瘍を完全に根治可能か評価する。

Causes of Carryover

COVID-19の影響により、医学部施設への立ち入りが禁止となったことや、新規動物実験の取り扱いが中止になったことで研究に遅れが出ている。使用計画としては、in vitroとin vivoでの実験における消耗品に使用する予定で、成果が確認されれば学会等での報告を計画している。