Induction of cancer stem cells in pancreatic cancer cells and their treatment with radiosensitized nanoparticles

2022 Fiscal Year Annual Research 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 – 2023-03-31
• Keywords: 幹細胞 / 人工癌幹細胞 / 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が、このがん幹細胞の解明はあまり進んでいない。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の作製を試みた。そして、この細胞を用いてがん幹細胞の特徴である増殖速度の遅延と薬剤耐性のメカニズムをメタボローム解析の観点から分析し、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ている。
本研究ではまず、すい臓がん細胞からの人工がん幹細胞（iCSC）の樹立を行った。その方法は、すでに大腸がん細胞からのiCSCの樹立に成功している方法を参考に行った。その結果、ひとつの細胞株においてiPS細胞と同様の形態変化が観察された。そして、その細胞における遺伝子発現確認において、がん幹細胞のマーカーが確認された。また、薬剤排泄能力にも差が見られ、その差によってiCSCをセルソーティングした。ここで得られたiCSCにおいて、マイクロアレイによるトランスクリプトーム解析とLCMSMSによるメタボロ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および代謝物が優位に上昇または減少していることが確認された。そこで最終年度では、iCSC標的マーカーとなりうるこれらの候補遺伝子の中からいくつかのタンパク質を選択し、これらを標的とする抗体によりiCSCを特異的に認識可能かどうかを評価した。その結果、コントロール細胞と比較して抗体の結合量が増加したタンパク質が見られた。つまり、すい臓がんの人工がん幹細胞を用いて、標的マーカーが示唆された。