肺がん3Dオルガノイド長期継代株の樹立手法の確立と臨床応用

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K16764
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 野津田 泰嗣 東北大学, 大学病院, 助教 (00636037)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 3Dオルガノイド / 肺腺癌 / YAP-TAZ

Outline of Annual Research Achievements

2019年度は肺がん3Dオルガノイド作成に関して、大きな進捗が認められた。なぜなら、申請者の前勤務研究室であったトロント大学、プリンセスマーガレットがん研究所のMing Tsao研究室より、一本の論文が報告されたからである。Shi RらによってOrganoid Cultures as Preclinical Models of Non-Small Cell Lung Cancerがclinical cancer researchに報告された。申請者も名を連ねるこの論文内で、申請者は肺腺癌の3Dオルガノイドの作成にあたり、すべての樹立株が申請者の作成したものである。今後、臨床へ応用される道筋がつきつつあるが、やはり成功率の問題が存在する。事実、肺腺癌の3Dオルガノイドは申請者が作成して以来、まとまった成功例の報告がない。これには単細胞化したがん細胞を3Dオルガノイドにまで成長させる上で、培養液のみならず、がん細胞そのものの成長速度などに問題があると考えている。そこで、がん細胞の成長刺激となる培養液内のサプリメントの変更、追加、濃度調整のみならず、何か成長を規定する遺伝子変異や増幅がないか検討した。中でも申請者はYAP-TAZに着目し、腫瘍細胞同士の接触が成長刺激となる可能性を検討した。Hippo-YAP/TAZシグナル伝達経路はがんの発症や悪性化に深く関与することが示されており、YAP-TAZの核内移行が遺伝子の発現を制御することがわかっている。また、このYAP-TAZの核内移行は細胞同士の接触がシグナルとなっていることもわかっている。よって、申請者は、肺がん細胞は互いの接触によって増殖シグナルが誘発されているという仮説をもとに、肺腺癌患者の組織検体の免疫染色を行い、YAP-TAZの局在を評価、さらに増殖能の評価をしようと試みており、現在研究を継続している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

研究は概ね順調に進んでいる。2019年度はスペインのバルセロナにて、申請者の研究の一部が報告され、多くの反響を得た。がん細胞株を使用した3Dオルガノイド作成については、成功率を下げることなく安定した株の作成、培養を行なっている。臨床検体については、他の研究との兼ね合いもあり、進捗が悪いが、今年度で調整していく予定である。新たに注目したYAP-TAZについては、まず20例の肺腺癌を選んで、免疫染色を行なっているところである。結果を得たところで、データ解析を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究の推進方策として、２つを予定している。まず初めに、臨床検体について、全ての肺がん患者を対象とせず、腫瘍径が大きく、予後不良であることが予想される検体から3Dオルガノイドを作成する。なぜなら、腺癌の中でも腫瘍径が3cm未満の小さい原発巣、特に画像上、GGOと呼ばれるすりガラス状結節を呈するものについては、すでに予後が良いことが示されており、さらに、遺伝子変異の検索もかなり進んでいるため、3Dオルガノイド作成によるオーダーメイド治療による恩恵をそれほど得られないことが予想されるからである。腫瘍径が大きく、さらに増殖スピードが早い腫瘍を選択して、3Dオルガノイドを作成することに焦点を当てることにより、他の研究との競合を避けることができるだけでなく、真に3Dオルガノイド作成によるオーダーメイド治療を必要とする患者を選択していることにもなる。２つ目は、YAP-TAZの免疫染色の結果を基にして、単細胞からの3Dオルガノイド作成から、数個のがん細胞のクラスターから3Dオルガノイドを作成する手法に変更するか検討する。腫瘍細胞同士の接触そのものが増殖シグナルの刺激となっていることが証明されれば、単細胞から3Dオルガノイドを作成するより、複数の細胞が接している状態から作成した方が、より生体内に近い状況でオルガノイドができる可能性がある。さらに腫瘍の増殖スピード（継代間隔）を短縮できる可能性があると考えている。

Causes of Carryover

過不足なく使用したものの、39564円の残金となった。
翌年度助成金と合わせて、特に物品購入に当てていく予定である。おそらく、培養液のサプリメントの購入を予定しているため、かなりの金額を物品費として計上すると見込んでいる。

Research Products

• [Journal Article] Organoid Cultures as Preclinical Models of Non-Small Cell Lung Cancer. (2020)
  • Author(s): Shi R, Radulovich N, Ng C, Liu N, Notsuda H, Cabanero M, Martins-Filho SN, Raghavan V, Li Q, Mer AS, Rosen JC, Li M, Wang YH, Tamblyn L, Pham NA, Haibe-Kains B, Liu G, Moghal N, Tsao MS.
  • Journal Title: Clin Cancer Res. Volume: 26 Pages: 1162-1174
  • DOI: 10.1158/1078-0432.CCR-19-1376
  • Peer Reviewed