オルガノイド培養法を用いた肺腺癌組織亜型評価モデルの確立と形成メカニズム解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K07414
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 坂部 友彦 鳥取大学, 医学部, 助教 (50639747)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 組織亜型分類 / 充実型亜型 / 腺房型亜型

Outline of Annual Research Achievements

病理学的組織亜型が充実型増殖および微小乳頭型増殖を示す腫瘍細胞を内包する浸潤性肺腺癌は予後不良であることが報告されている。充実型および微小乳頭型の増殖形態を示す肺腺癌細胞がどのようなメカニズムで発生するのかを解明し, 浸潤性肺腺癌の組織亜型分類における分子生物学的特性を捉えた新規治療法開発へと応用するために, 本年度は以下の検討を実施した。
① 浸潤性肺腺癌の病理検体から採取した充実型亜型成分と腺房型亜型成分における遺伝子発現比較によって同定した充実型増殖成分に特徴的な遺伝子発現プロファイル (発現増加: 677遺伝子, 発現減少: 595遺伝子)から, The Cancer Genome Atlas (TCGA)やChIP-Atlasなどのデータベースを用いたin silico解析によって, 充実型亜型の制御に関わると推測される10個の転写因子を抽出した。
② 浸潤性肺腺癌において, 病理形態学的に異なる増殖形態を示す腫瘍細胞が発生するメカニズムの解明および検証のために, in vitro発癌モデルに使用するマウス肺オルガノイドの作成を行った。マウス肺から採取した線維芽細胞および上皮細胞を, マトリゲルを用いてトランスウェル上で共培養し, 肺オルガノイドを作成した。作成したオルガノイド内には, SCGB1A1 (クララ細胞), PDPN (I型肺上皮細胞), SFTPC (II型肺上皮細胞), FOXJ1 (線毛細胞), CK5 (基底細胞)といった肺構成細胞の選択的マーカーを発現する細胞が混在していることが確認された。このことから本研究で作成した肺オルガノイドは肺組織を模倣していることが示唆された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

RNA-Seqによる遺伝子発現解析によって得たデータを用いたin silico解析を実施することで, 充実型増殖成分で発現が増加しており, 充実型亜型形成の制御に関与すると考えられる転写因子を10個抽出することができた。これらの転写因子は充実型亜型の分子生物学的特性を基にした治療法開発へと応用する足がかりになることが推測される。さらに, 今年度の研究実施によって作成したマウス肺オルガノイドには, 肺腺癌の由来と考えられているII型肺胞上皮細胞およびクララ細胞が含まれていることが確認されており, 肺オルガノイドは今後実施予定のin vitro発癌モデルによる組織亜型形成の検証に適していると考えられる。これらのことから, 計画は概ね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

① In silico解析の結果から抽出した10個の転写因子が, 肺腺癌の悪性化に与える影響を検討するために, 各転写因子の肺腺癌過剰発現株を樹立し, 細胞増殖能, 浸潤能などを検討するとともに, 充実型亜型形成に対する影響を検証する。
② 微小乳頭亜型形成を制御する転写因子を同定し, 充実型亜型と同様に悪性化, 亜型形成制御への影響を検証する。
③ 充実型亜型, 微小乳頭型亜型形成における同定転写因子の詳細な機能解析を, in vitro発癌モデルで検証する。

Causes of Carryover

細胞培養, ウエスタンブロット, 免疫染色などの分子生物学的解析に使用する試薬を購入する予定である。また, 今後使用するマウス購入, 飼育料に充てる。