Targeting cancer stem cells and spatial niches in kidney cancer: Unravelling intratumoral heterogeneity

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03792
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: TANAKA NOBUYUKI 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60445244)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大家 基嗣 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (00213885) ; 三上 修治 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (20338180) ; 小坂 威雄 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (30445407) ; 水野 隆一 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (60383824) ; 松本 一宏 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (80366153)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 腎細胞癌 / 分子標的治療 / 免疫治療 / イメージング / シークエンス

Outline of Final Research Achievements

How to overcome the inter and intra "tumor heterogeneity" created by the cancer stemness and cellular hierarchy is an issue in recent cancer research. In this research, we have established a new research modality for elucidating cancer stem cells and the "three-dimensional cancer stem cell niche" in which they inhabit. First, single-cell isolation and RNA sequence protocol derived from mouse tumors can also be applied to human tumors; thereby using the latest ICELL8 cx Single-Cell System, we have implemented a sequence of over 8000 cells from mouse tumors. Second, using a new imaging platform named as the DIIFCO method and clinical tissues, we have uncovered the niche structure inhabited by cancer stem cells in three-dimension. Third, applying the latest multiplexed single-cell pathology, we have visualized the clinical renal cell carcinoma immune microenvironment at single-cell resolution. In sum, our imaging method may have a wider effect on a research community worldwide.

Free Research Field

泌尿器科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

癌幹細胞を頂点とする細胞階層性が紡ぎ出す「がん組織多様性」をいかに克服するか、これが近年の癌研究における課題である。分子標的治療・免疫療法後に生き永らえる癌細胞はどのクローン(癌幹細胞)に由来し、どこ(どのような癌微小環境)に生息するのであろうか?治療耐性を促す癌幹細胞が生息するニッチ構造を、3次元で明らかにすることは、癌根絶に繋がる糸口であり、社会的な波及効果は大きい。今後も新規イメージングの臨床応用を視野とした基盤整備を進めるが、本研究で得られるイメージング技術の知見は、最終的にシングルセルRNAシークエンスと融合するためのプロトコール開発に繋げ、癌幹細胞ニッチの同定に活用したいと考える。