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2019 Fiscal Year Research-status Report

大腸がんの進展に伴う細胞多様性の変化

Research Project

Project/Area Number 19K22570
Research InstitutionJapanese Foundation for Cancer Research

Principal Investigator

八尾 良司  公益財団法人がん研究会, がん研究所 細胞生物部, 部長 (80291095)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
KeywordsPDOs / 大腸がん / 転移・再発
Outline of Annual Research Achievements

がん組織は、分化形質が異なる様々な細胞種から構成されている。細胞多様性は、転移や化学療法抵抗性などで中心的な生命現象であるにも関わらず、技術的・臨床的な制約によりヒトでの実証実験が困難であり、実臨床に応用可能なレベルの実態解明は進んでいない。本研究課題では、がん組織の細胞多様性について明らかにし、生物学的な実証と臨床病理学的な検証により、治療標的分子の探索や患者層別化など、新たな治療法開発を推進するための学術基盤を構築することを目的とする。
本研究では、がん研有明病院で手術が行われたstageIVの大腸がん患者の原発巣・転移巣の同時切除検体と、その後のフォローアップにより再手術の際に切除された再発巣から樹立されたpatient-derived organoids(PDOs)を解析対象とする。これらのPDOsをscRNA-seqにより解析を行い、データーを取得、情報学的手法によりバッチエフェクトを除去することにより、5つのクラスターからなる大腸がん組織の細胞クラスターモデルを作製した。各クラスターは、幹細胞性、増殖性、細胞分化を特徴とする細胞階層性があることが想定された。さらに、DEG解析により、幹細胞に特徴的な遺伝子群を同定することに成功した。シングルセル解析により作製されたモデルを検証するために、幹細胞マーカー遺伝子の一つに、IRES-EGFR-P2A-inducible Cas9カセットをゲノム編集により導入した。これらの遺伝子改変PDOsを用いて、がん組織を構成する細胞集団の多様性とその制御機構としての階層性の解析を進めている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

PDOsのscRNA-seqにより、生体内組織を反映すると考えられる細胞多様性を明らかにすることができ、さらに幹細胞マーカーの同定とモデルの実証実験のためのゲノム編集を行うことに成功している。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題で取得された幹細胞マーカーにIRES-EGFP-P2A-inducible Caspase9カセットが導入された遺伝子改変PDOsを用いて、がん幹細胞の機能解析を進めるとともに、同一患者由来のPDOsの比較、解析を行うことにより、原発巣、転移巣、再発巣の細胞多様性に関する相違を明らかにする。

Causes of Carryover

シングルセル解析の技術的な進歩により、予定していた10xchromium社のscRNA-seqとは異なるプラットフォームが利用可能な状況となった。ただし、今年度内の解析完了には間に合わないため、予定を変更し、来年度以降に解析を行う必要があり、次年度使用額が生じた。この予算は、今年度予定していた解析を最新技術を用いて行うために使用する計画である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] IFN/STAT signaling controls tumorigenesis and the drug response in colorectal cancer2019

    • Author(s)
      Sakahara Mizuho、Okamoto Takuya、Oyanagi Jun、Takano Hiroshi、Natsume Yasuko、Yamanaka Hitomi、Kusama Daisuke、Fusejima Mishio、Tanaka Norio、Mori Seiich、Kawachi Hiroshi、Ueno Masashi、Sakai Yoshiharu、Noda Tetsuo、Nagayama Satoshi、Yao Ryoji
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 110 Pages: 1293~1305

    • DOI

      10.1111/cas.13964

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MCRIP1 promotes the expression of lung-surfactant proteins in mice by disrupting CtBP-mediated epigenetic gene silencing2019

    • Author(s)
      Weng Jane S.、Nakamura Takanori、Moriizumi Hisashi、Takano Hiroshi、Yao Ryoji、Takekawa Mutsuhiro
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 2 Pages: 227

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0478-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Odf2 haploinsufficiency causes a new type of decapitated and decaudated spermatozoa, Odf2-DDS, in mice2019

    • Author(s)
      Ito Chizuru、Akutsu Hidenori、Yao Ryoji、Yoshida Keiichi、Yamatoya Kenji、Mutoh Tohru、Makino Tsukasa、Aoyama Kazuhiro、Ishikawa Hiroaki、Kunimoto Koshi、Tsukita Sachiko、Noda Tetsuo、Kikkawa Masahide、Toshimori Kiyotaka
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 14249

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50516-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Comparative analysis of patient-derived organoids from primary colorectal cancer and matched metastatic and recurrent lesions.2019

    • Author(s)
      八尾 良司
    • Organizer
      Cell Symposium: Engineering Organoids and Organs
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 進行大腸がんオルガノイドの1細胞解析2019

    • Author(s)
      八尾 良司、長山 聡、鈴木 穰
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
  • [Presentation] 大腸がん同所移植モデルマウスを用いた転移の再現2019

    • Author(s)
      岡本 拓也、柳沼 克幸、長山 聡、八尾 良司
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
  • [Presentation] 大腸癌発生と薬剤感受性におけるIFN/STATシグナル伝達系の関与2019

    • Author(s)
      長山 聡、岡本 拓也、八尾 良司
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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