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

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09549
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56030:Urology-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: Niwa Naoya 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 訪問研究員 (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 / シングルセル解析 / BCG / がん免疫療法

Outline of Final Research Achievements

The green fluorescent protein (GFP) gene was introduced into mouse bladder cancer cells MBT-2, and MBT-2GFP+ cells were established. The MBT-2GFP+ cells were orthotopically implanted into the urinary bladder of C3H/H3 mice to create an orthotopic bladder cancer mouse model.
The mice were given BCG through the urethra, the bladders of the mice with tumors were extirpated, then suspended in single cell solution. The GFP-recombinant tumor cells were sorted using fluorescence-activated cell sorting, then single-cell RNA-sequencing was performed using iCell8.
Bioinformatics analysis suggested that a specific tumor cell subpopulation with elevated transcriptomes associated with the KRAS signaling pathway are induced after BCG therapy.

Free Research Field

尿路悪性腫瘍、がん免疫療法、シングルセル解析

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在確立された治療がないBCG(ウシ型弱毒結核菌、表在性膀胱がんに対する標準薬)抵抗性膀胱がんに対する新規治療法の開発を目指して、新しい膀胱がんマウスモデルを開発した。このマウスに対してBCGを投与、投与後に生存しているがん細胞を生きたまま1細胞ずつ回収し、RNAシークエンス(遺伝子の発現量を解析する手法)を行った。その結果、BCG投与後では細胞増殖に関与する遺伝子群の発現が上昇する細胞群が増加する傾向が見られた。これらの細胞はBCG抵抗性と関連し、治療標的となる可能性が示唆された。