2019 Fiscal Year Annual Research Report
Regulatory mechanism of cancer stem cell property using gastrointestinal cancer organoids and its clinical implication
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19H03443
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
安井 弥 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (40191118)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 消化管癌 / 癌幹細胞 / オルガノイド / 抗癌剤耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、消化管癌の薬剤耐性の克服を目的とし、臨床検体由来オルガノイドを用いた癌幹細胞性制御機構の解明と診断治療への展開を目指し、以下のとおり研究を実施した。
１）消化管癌オルガノイドの作成：外科的切除材料から常法に従い、胃癌、大腸癌およびそれぞれの正常粘膜由来のオルガノドの樹立を継続した。胃癌では約60％、大腸癌では約80％の樹立率であった。
２）樹立したオルガノイドのMolecular classification：胃癌オルガノイドでは、EBER、MLH-1、E-cadherin、p53でのスクリーニングを開始した。大腸癌オルガノイドでは、KRAS、BAF、MSI解析を行なった。
３）薬剤耐性消化管癌オルガノイド（癌幹細胞オルガノイド）の樹立：樹立した10株の胃癌オルガノイドの薬剤感受性を検討し、4株の5-FU感受性株を選択した。この4株を用い、5-FUを持続的且つ段階的に濃度を上げる処理により、親株と比較しIC50で4-10倍耐性の5-FU獲得耐性株を得た。耐性株では、5-FU耐性に関連するTS、DPDに加えて、CD44vも増加していた。親株と耐性株についてマイクロアレイによる遺伝子解析を行ない、耐性株で2倍以上発現が上昇している23遺伝子を同定した。これらについて、詳細な機能解析、癌幹細胞性との関連を解析している。また、胃癌オルガノイドについては、L-OHP（オキサリプラチン）をIC50程度の濃度で短期間繰り返し処理することにより、L-OHP耐性株の樹立にも成功した。一方、大腸癌オルガノイドでは、5-FUとTFT（トリフルリジン・チピラシル）の交叉耐性、ドライバー変異との関連を解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
計画通り、胃癌、大腸癌について、手術検体の癌部と非癌部のそれぞれからオルガノイドの樹立を継続しており、現在までに30例以上を樹立している。食道・胃接合部癌も含まれている。それらのドライバー変異、MSIステータス、molecular classificationの解析を進めている。
薬剤耐性消化管癌オルガノイド（癌幹細胞オルガノイド）の樹立に関しては、胃癌で5-FU耐性株、L-OHP耐性株が樹立でき、それらについて親株と耐性株での遺伝子発現プロファイルの比較を行なっている。遺伝子発現は、マイクロアレイ解析に加えて、RNAシークエンスによっても解析し、薬剤耐性ならびに癌幹細胞性に関連するいくつかの遺伝子を同定することができた。個々の遺伝子の詳細な発現、機能解析を行なっているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに樹立している抗癌剤耐性オルガノイドに加えて、新たに耐性株の樹立を継続し、ドライバー変異やmolecular subtype別の解析に資する計画である。また、耐性株と親株を用いてマイクロアレイ解析、RNAシークエンス解析を行ない、発現データの統計解析、TCGAやGEO等に掲載されているdata setとの比較、Gene Ontology、Pathway解析等の多角的な解析を行う。
同定した新規の異常もしくは遺伝子発現変化に関して、分子の発現亢進・消失については強制発現・ノックダウン系を用い、転写産物、融合遺伝子、遺伝子変異等に加え代謝の変化に関しても検討し、抗癌剤耐性オルガノイドに特異的な異常を同定する方向である。
さらに、抗癌剤耐性（癌幹細胞）に特異的な新規転写産物、発現変化が見られた分子に関しては、臨床例の組織切片を用いその発現と抗癌剤の治療効果をretrospectiveに検討する計画である。
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[Journal Article] High gamma-glutamyl hydrolase and low folylpolyglutamate synthetase expression as prognostic biomarkers in patients with locally advanced gastric cancer who were administrated postoperative adjuvant chemotherapy with S-12020
Author(s)
Maezawa Y, Sakamaki K, Oue N, Kimura Y, Hashimoto I, Hara K, Kano K, Aoyama T, Hiroshima Y, Yamada T, Yamamoto N, Ogata T, Ito H, Cho H, Shiozawa M, Yoshikawa T, Morinaga S, Rino Y, Yausi W, Masuda M, Miyagi Y, Oshima T
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Journal Title
J Cancer Res Clin Oncol
Volume: 146
Pages: 75-86
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Annexin A10 is involved in the induction of pancreatic duodenal homeobox-1 in gastric cancer tissue, cells and organoids2020
Author(s)
Ishikawa A, Sakamoto N, Honma R, Taniyama D, Fukada K, Hattori T, Sentani K, Oue N, Yanagihara K, Tanabe K, Ohdan H, Yasui W
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Journal Title
Oncol Rep
Volume: 43
Pages: 581-590
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The clinicopathological significance of claspin in gastric cancer: Overexpression of claspin and its association with spheroid formation2019
Author(s)
Kobayashi G, Sentani K, Hattori T, Yamamoto Y, Imai T, Sakamoto N, Kuraoka K, OueN, Sasaki N, Taniyama K, Yasui W
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Journal Title
Human Pathology
Volume: 84
Pages: 8-17
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Clinicopathological significance of RCAN-2 expression in gastric carcinoma2019
Author(s)
Hattori Y, Sentani K, Shinmei S, Oo HZ, Hattori T, Imai T, Sekino Y, Sakamoto N, Oue N, Niitsu H, Hinoi T, Ohdan H, Yasui W
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Journal Title
Histopathology
Volume: 74
Pages: 430-442
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Cancer extracellular vesicles contribute to stromal heterogeneity by inducing chemokines in cancer-associated fibroblasts2019
Author(s)
Naito Y, Yamamoto Y, Sakamoto N, Shimomura I, Kogure A, Kumazaki M, Yokoi A, Yashiro M, Kiyono T, Yanagihara K, Takahashi RU, Hirakawa K, Yasui W, Ochiya T
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Journal Title
Oncogene
Volume: 38
Pages: 5566-5579
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Synbiotics suppress colitis-induced tumorigenesis in a colon-specific cancer mouse model2019
Author(s)
Saito Y, Hinoi T, Adachi T, Miyaguchi M, Niitsu H, Kochi M, Sada H, Sotomaru Y, Sakamoto N, Sentani K, Oue N, Yasui W, Tashiro H, Ohdan H
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Journal Title
PLos One
Volume: 14
Pages: 0216393-0216393
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Targeting claudin-4 enhances CDDP-chemosensitivity in gastric cancer2019
Author(s)
Nishiguchi Y, Fujiwara-Tani R, Sasaki T, Luo Y, Ohmori H, Kishi S, Mori S, Goto K, Yasui W, Sho M, Kuniyasu H
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Journal Title
Oncotarget
Volume: 10
Pages: 2189-2202
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Clinical significance of PRKCI gene expression in cancerous tissue in patients with gastric cancer2019
Author(s)
Hashimoto I, Sakamaki K, Oue N, Kimura Y, Hiroshima Y, Hara K, Maezawa Y, Kano K, Aoyama T, Yamada T, Yamamoto N, Ogata T, Ito H, Shiozawa M, Morinaga S, Rino Y, Yasui W, Masuda M, Miyagi S, Oshima T
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Journal Title
Anticancer Res
Volume: 39
Pages: 5715-5720
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Clinical significance of KIAA1199 as a novel target for gastric cancer drug therapy2019
Author(s)
Oneyama M, Sakamoto N, Oue N, Kimura Y, Hiroshima Y, Hashimoto I, Hara K, Maezawa Y, Kano K, Aoyama T, Fujikawa H, Yamada T, Tamagawa H, Yamamoto N, Ogata T, Cho H, Ito H, Yukawa N, Shiozawa M, Yoshikawa T, Morinaga S, Rino Y, Masuda M, Miyagi Y, Yasui W, Oshima T
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Journal Title
Anticancer Res
Volume: 39
Pages: 6567-6573
DOI
Peer Reviewed
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