2022 Fiscal Year Annual Research Report
Exploration of the origin of intratumoral heterogeneity in squamous cell carcinoma by single-cell analysis
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20K08698
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| Research Institution | Nippon Medical School |
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Principal Investigator |
佐伯 秀久 日本医科大学, 大学院医学研究科, 大学院教授 (80235093)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長田 真一 日本医科大学, 医学部, 准教授 (00244484)
平谷 伊智朗 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (40583753)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 腫瘍内不均一性 / 有棘細胞がん / 微小環境 / RNA-Seq / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がんは従来、1つの細胞に由来する、クローナルな細胞集団と考えられてきたが、ゲノム異常の蓄積、微小環境の影響により、一つの腫瘍の中にゲノムの異なる、多数のサブクローンが存在することがわかり、この現象は腫瘍内不均一性と呼ばれる。腫瘍内不均一性は、がんが治療抵抗性を獲得し、再発・転移する分子基盤であると考えられるが、微小環境の影響を解析する方法は確立していない。
我々はマウスにできた有棘細胞がん（SCC）から樹立した細胞株を、遺伝的バックグランドが同じマウスに注射することにより (allograft モデル)、SCCを再現する系を独自に確立した。本研究の目的は、この系を用いて、2次元の培養SCC細胞から3次元のSCC組織ができる時に、どのような遺伝子の発現の違いがみられるのかをRNA-Seqの手法で比較し、がん微小環境によりSCC内に不均一性が生じるメカニズムを明らかにすることである。
本研究は当初、上述の解析を、シングルセルレベルで行うことを目標としていたが、がん組織を酵素などでシングルセルにした時点で3次元構築に関わる遺伝子の発現がダウンレギュレーションする可能性があること、SCC組織は表皮細胞間の接着が強く、シングルセルにすることが困難であったことなどから、まず、培養SCC細胞（2次元）とそれをマウスに皮下注射してできたからSCC組織（3次元）の遺伝子発現を、集団（バルク）として解析することにした。RNA-Seqでは、培養SCC細胞群（3検体）と３次元SCC組織群（3検体）で、低発現量の遺伝子を除外した、15,877遺伝子の発現量を比較した。その結果、発現量が増加した遺伝子が4,328、発現量が低下した遺伝子が4,312見つかった。発現が増加した遺伝子についてパスウェイ解析したところ、炎症性サイトカインの発現が非常に上昇していることが判明した。
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