Single-cell RNA-seq reveals details of BCG-refractory bladder cancer

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K09549
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 丹羽 直也 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (40626743)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大家 基嗣 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (00213885) ; 三上 修治 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (20338180) ; 田中 伸之 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60445244)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 膀胱がん / BCG膀胱内注入療法 / シングルセルRNAシークエンス

Outline of Annual Research Achievements

表在性膀胱癌に対するBCG膀胱内注入療法は、がんの再発・進展を予防する標準治療であるが、BCG治療後に再発したBCG抵抗性膀胱癌に対する有効な薬物治療は存在しない。BCG療法は主に免疫細胞を介して抗腫瘍効果を呈することが知られているが、その詳細な機序が複雑で未だ明らかではなく、従ってBCG抵抗性膀胱がんの詳細な分子機構が不明であることが障壁となっている。本研究ではBCG抵抗性膀胱癌を克服する新規アプローチとして腫瘍内不均一性(ITH)に着目、1細胞毎のトランスクリプトームを網羅的に解析するシングルセルRNAシークエンスを用いてBCG抵抗性膀胱癌のITHを解明し、BCG抵抗性に寄与する治療標的を1細胞レベルで明らかにすることを目的とした。
簡便な同種皮下腫瘍モデルやヒトがん細胞株およびヌードマウスを用いる患者腫瘍移植モデルではがんが本来有すし、BCGの標的である免疫細胞が存在する腫瘍微小環境が再現できない。腫瘍免疫微小環境をよりよく再現するために、独自に同種正所性膀胱がんマウスモデルを作成した。このマウスに対して実臨床に沿って経尿道的にBCGを注入(BCG治療群)およびPBSを注入した(対照群)。治療群および対照群マウスから腫瘍細胞および免疫細胞を1細胞毎に回収、シングルセルRNAシークエンスを行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルス感染症の影響に伴いマウス実験に遅延が生じた。今年度に終了を予定していたBCG治療群および対照群に対するシングルセルRNAシークエンスは一部を次年度に持ち越した。

Strategy for Future Research Activity

Bioinformaticsツールを駆使してシングルセルRNAシークエンスから得られたデータの解析を行う。腫瘍細胞および免疫細胞のデータから、BCG治療に伴い誘導される細胞クラスター集団の同定を試み、同クラスターを特徴づけるトランスクリプトームを明らかにする。
得られたトランスクリプトームはBCG抵抗性と関連していることが予想され、ヒト膀胱癌組織検体を用いたin situ hybridization法や免疫蛍光染色法等で妥当性を確認する。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の影響に伴い、予定していた実験計画に遅延が生じた。
今年度に予定していたシングルセルRNA解析の一部を次年度に行う予定とする。