次世代マウスモデルおよび患者由来オルガノイドを用いた膵癌の新規治療標的の探索

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20J01362
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 西川 義浩 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特別研究員(PD) (80802785)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Keywords: 膵癌 / Hes1

Outline of Annual Research Achievements

膵癌は本邦における悪性腫瘍死亡原因の第4位を占める最難治癌の一つであり、その病態解明と新規治療法の開発が急務となっている。膵癌は多数の遺伝子異常の蓄積により多段階的に発癌することが知られており、なかでもKRAS遺伝子変異は極めて重要な役割を担うと考えられているものの、その詳細な分子メカニズムには未だ不明な点が多い。
申請者らは、これまでに膵癌マウスモデルおよび細胞株を用いた研究により、Hes1が変異Krasによる膵発癌(initiation)において重要な役割を果たすことを明らかにした。しかしながら、これまでの研究は、膵発癌におけるHes1の役割を明らかにしたのみであり、形成された膵癌におけるHes1の役割は不明であった。
そこで本研究では、新規マウスモデル及び、オルガノイド培養を用いることで、膵癌の進行・維持におけるHes1の役割を明らかにし、膵癌の新しい治療標的を探索することを目的とした。
そのため、令和2年度は、（１）新規マウス膵癌前癌病変(PanIN)モデルを用い、PanINの進展(progression)におけるHes1の役割の検討をin vivoで行った。（２）新規マウス膵癌モデルを用い、膵癌におけるHes1の役割の検討をin vivoで行った。（３）新規マウス膵癌モデルから作成した細胞株を用い、膵癌におけるHes1の役割をin vitroで行った。更に、その詳細なメカニズムの解明を図った。

Current Status of Research Progress

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

Reason

膵癌の進行・維持におけるHes1の役割を明らかにし、膵癌の新しい治療標的を探索することを目的に、令和2年度は下記の検討を行った。
（１）新規マウスモデルを用いた前癌病変(PanIN)の進展におけるHes1の役割の検討：タモキシフェン誘導下に、任意の時期にHes1をノックアウト可能なPanINマウスモデルを作成した。PanINがある程度形成された時点で、マウスにタモキシフェンを投与することでPanIN形成後にHes1をノックアウトし、解析した。結果、Hes1ノックアウトマウスでPanINの形成が促進された。我々は以前の研究にて、Hes1がPanINのinitiationにおいて腫瘍促進的な働きを行うことを明らかにしていたが、膵腫瘍形成のinitiationとprogressionにおいて役割が異なる可能性が示唆された。
（２）新規マウスモデルを用いた膵癌におけるHes1の役割の検討：タモキシフェン誘導下に、任意の時期にHes1をノックアウト可能な膵癌マウスモデルを作成した。膵癌がある程度形成された時点で、タモキシフェンを投与によりHes1をノックアウトし、解析した。結果、Hes1ノックアウトマウスで、膵癌の増悪を認めた。PanIN同様、膵癌形成後はHes1のノックアウトはむしろ腫瘍促進的に働くことが示唆された。
（３）膵癌におけるHes1の役割の検討(in vitro)：上記膵癌マウスモデルで形成された膵癌から細胞株を作成した。樹立した細胞株を用い、in vitroでHes1をノックアウトし、Hes1 wild typeのものと比較することで、Hes1が膵癌においてどのような因子を制御することで悪性度に関与しているか、現在解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度は、上記のマウス膵癌由来細胞株の解析を進め、（１）Hes1が膵癌において果たす役割、どのような因子を制御しているかをin vitroで明らかにする。（２）さらにその結果を、マウスモデルをin vivoで検証する。（３）加えて、ヒト膵癌においても同様の事が生じているか検証する。