2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K07603
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Research Institution | Japanese Foundation for Cancer Research |
Principal Investigator |
坂原 瑞穂 公益財団法人がん研究会, がん研究所 細胞生物部, 研究員 (00572314)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 消化管腫瘍 / 発がんモデルマウス / 細胞多様性 / 腫瘍微小環境 |
Outline of Annual Research Achievements |
大腸がんは、「APC遺伝子の不活性化変異:APC変異」によって生じた腺腫に、「RAS遺伝子の活性化変異:RAS変異」などの様々な遺伝子変異が蓄積することで悪性化する。これら変異遺伝子の機能は、大きく3種類(Cell Fate、Cell Survival、Genome Maintenance)に分類され、APC(Cell Fate)とRAS(Cell Survival)は機能が異なる。 本研究では、当研究室がマウス消化管組織から独自に樹立したオルガノイドの遺伝子発現解析結果をもとに、Ras変異に伴う細胞不均一性の変化を明らかにし、自然発症消化管腫瘍モデルマウスを用いた個体レベルの検証を行う。 令和2年度は、オルガノイド遺伝子発現解析(バルク解析、一細胞解析)を行い、Kras変異特異的に発現の増加が認められる細胞種と分子を同定し、Kras変異マウス消化管組織の免疫染色により確認した。 Apc/Kras二重変異マウスでは、Apc単独変異マウスに生じた消化管腫瘍組織と比較して、骨髄由来免疫抑制細胞(MDSC)やCD8 T細胞の変化が明らかとなり、腫瘍細胞のRasシグナル活性化に伴って腫瘍微小環境が変化することを見出した。 これらの結果から、Kras変異による細胞多様性の変化が、腫瘍微小環境変化を引き起こす可能性が示唆され、この仮説を検証するため、人為的に消化管組織構成細胞種の増減を生じさせる実験系の条件検討を行った。消化管細胞分化の運命決定に関与するNotchシグナルの阻害を、γ-セクレターゼ阻害剤DBZ投与で行い、Apc/Kras二重変異マウスの腫瘍組織構成細胞割合が変化することを確認した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マウス消化管組織由来オルガノイドの遺伝子発現解析から有用な結果が得られつつあり、結果の一部に関しては、マウス個体レベルでの確認ができた。Kras変異による細胞多様性の変化を模倣する実験系を確立できたことから、「Rasシグナル活性化に伴う腫瘍微小環境変化」と「細胞多様性の変化」の機能的相関をマウス個体レベルで検証する準備が整った。
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Strategy for Future Research Activity |
オルガノイド遺伝子発現解析結果の精査を引き続き行い、Kras変異により生じる細胞集団の変化と、それに相関する分子を探索し、マウス個体レベルで検証する。令和2年度に同定した分子に関して、シグナル伝達等を阻害する薬剤投与を行い、腫瘍形成への影響を調べる。 Apc/Kras二重変異マウスへのDBZ投与実験を行い、腫瘍組織を構成する細胞種割合変化が引き起こす腫瘍微小環境変化を明らかにする。具体的には、DBZ投与群とコントロール群(DMSO投与群)の腫瘍組織を用いた比較を行う。細胞種割合変化については、消化管細胞の各種マーカー遺伝子(ゴブレット細胞:Mucin 2、パネート細胞:Lysozyme、内分泌細胞:Chromogranin A等)の抗体を用いた免疫染色と計測を行う。腫瘍微小環境変化については、FACS解析や免疫染色を行い、腫瘍微小環境に存在する免疫細胞の量的・位置的変化を調べる。これらの研究を通して、「Kras変異による細胞多様性の変化」と「腫瘍微小環境の変化」の機能的相関を明らかにすることを目指す。
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Causes of Carryover |
マウス個体を用いたDBZ投与予備実験や、免疫染色に用いる抗体の条件検討が順調に進み、追加の試薬購入が当初の予定よりも少なく済んだため。 オルガノイドを用いた遺伝子発現解析から、多様な分子の同定が予想される。そのため、消化管組織や腫瘍組織における発現を検証するための新規抗体の購入等に充当し、治療標的候補分子としての絞り込みを行う。
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Remarks |
研究発表 ・ 坂原瑞穂、「消化管腫瘍の細胞多様性と微小環境」、新学術領域「細胞ダイバース」第3回若手ワークショップ、ポスター発表、2020年 ・ 坂原瑞穂、高野洋志、八尾良司、「消化管腫瘍の細胞多様性と微小環境 ―消化管腫瘍モデルマウスを用いて―」、新学術領域「先端モデル動物支援プラットフォーム」2020年度若手支援技術講習会、口頭発表、2020年
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