2019 Fiscal Year Research-status Report
プロテオミクスを活用した体内循環腫瘍細胞塊のがん転移促進機序の解明と治療応用
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19K16851
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| Research Institution | National Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition |
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Principal Investigator |
佐藤 友美 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 プロテオームリサーチプロジェクト, 特任研究員 (10333353)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | がん転移 / スフェロイド / 初代培養 / プロテオミクス / 細胞極性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血中循環がん細胞塊が血管内から血管外へ浸潤し転移を確立する過程では血管内皮細胞のバリア機能破綻、がん細胞塊の細胞極性変化が生じる。この過程で細胞間に生じるシグナル伝達をリン酸化プロテオミクス解析により明らかにすることを目指し今年度は下記のセットアップを行なった。
患者由来がん細胞スフェロイド株の樹立：樹立細胞株よりも患者腫瘍組織の性質を維持していると考えられる腫瘍組織からの初代培養スフェロイド(Cancer-Tissue originated spheroid: CTOS)を用いて解析を行うため、大腸がん患者2名の手術残余組織から患者腫瘍組織移植マウスモデル(patient-derived tumor xenograft: PDX)を樹立した。獲得した移植腫瘍からCTOS法によるスフェロイド培養が可能であること、調整したCTOSに免疫不全マウス皮下移植時の造腫瘍能があることを確認した。今回樹立したCTOSでも浮遊培養ではアピカル膜をスフェロイド表面に持ちゲル包埋培養ではスフェロイド内部に管腔を形成する極性移行現象が確認でき、生体内で観察された血中循環がん細胞塊と腫瘍組織内同様の極性変化が確認できた。これらの結果から樹立したCTOS 2株は血中循環状態から転移確立過程の解析に使用可能と考えられた。
がん細胞スフェロイドによる血管内皮細胞の透過性変化：がん細胞スフェロイドが血管内皮細胞に接触することで血管内皮細胞のバリア機能が破綻し透過性が向上するか検討するため、インサート上に培養した血管内皮細胞にCTOSを添加して共培養した時の血管内皮細胞の透過性を蛍光ラベルデキストランの透過量変化で評価する系を確立した。CTOSの添加により血管内皮細胞の透過性が3.5～4倍亢進することが観察され、樹立したCTOS株2株間でその効果に差があることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
樹立CTOS株を譲渡いただき新たなPDXの樹立と並行してCTOSを用いた条件検討、実験系確立、解析を開始する予定であったが、樹立CTOS株を入手できなかったため新規PDXの樹立と獲得腫瘍から調整したCTOSの評価が済むまでこれらの検討の開始が遅れた。現在は新たに樹立したCTOS株の評価が終了したため血管内皮細胞とがん細胞スフェロイドを用いた解析が可能となり研究推進の準備は整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
樹立CTOS株の入手ができず新規CTOS株樹立まで実験系確立や条件検討ができなかったため計画より遅れていることから、検討範囲を集約することでさらなる研究推進を目指す。
がん細胞スフェロイドを用いた解析には今回新たに樹立したCTOS株を用いて解析を行うこととし、微量タンパクからのリン酸化プロテオミクスのセットアップにおいてサンプルの調整法、解析法の検討段階には増殖速度が速く培養やサンプル準備が容易な樹立細胞株を用いることとする。
当初はがん細胞塊と血管内皮細胞あるいは血球系細胞（特に血小板）との間で生じているシグナル伝達系を解析する予定にしていたが、まずは共培養時の透過性亢進効果が認められたがん細胞塊と血管内皮細胞間におけるシグナル伝達解明に集中して解析を進めることとする。
さらにがん細胞と血管内皮細胞両者を含むサンプルの解析と並行してがん細胞側のみのよりシンプルなシグナルを明らかにするために浮遊培養CTOSを細胞外マトリックスに包埋した場合に生じる極性状態変化のシグナル解析も行うことで複数細胞系から得られる結果の解釈に役立てるものとする。
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| Causes of Carryover |
理由： 樹立CTOSを入手して検討を開始する予定であったが、譲渡が遅延しており新たにPDXを樹立するまで検討が進められなかったため、CTOSの培養に用いる初代培養用培地、PDXを用いた継代に用いる免疫不全マウスの使用料が予定より少なく次年度使用額が生じた。
使用計画：今年度CTOS, PDX共に樹立が完了したことで次年度は初代培養培地、免疫不全マウスも予定通り使用が見込まれる。加えて研究推進のためがん細胞側のみのシグナル解析を行うためCTOSの細胞外マトリックス包埋条件での解析に用いる細胞外マトリックの購入が増加する予定である。
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