2020 Fiscal Year Research-status Report
癌オルガノイドを用いた口腔扁平上皮癌幹細胞の治療標的分子の探索
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20K18489
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| Research Institution | The Nippon Dental University |
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Principal Investigator |
平島 寛司 日本歯科大学, 生命歯学部, 助教 (50824661)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 癌幹細胞 / オルガノイド / リプログラミング / 口腔扁平上皮癌 / iPS細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
進行がんの根治が困難な主な原因は転移と再発であり、自己増殖能、多分化能、薬剤耐性能を持ったがん幹細胞(CSC)の存在によるものと考えられている。CSCを対象とする研究は盛んに行われているものの、今なお多くのがんにおいてCSCは未同定である。近年、癌細胞に対して山中因子を導入することで未分化な状態に巻き戻すリプログラミングによって、CSCをいわば人工的に作り出し、その細胞の解析から得られた情報をもとに、実在のCSCの性質を予測する研究が既に行われている。
我々の先行研究では、口腔扁平上皮癌(OSCC)幹細胞を標的とした治療の実現に向け、iPS 細胞作製に用いるリプログラミング技術によってOSCC細胞の分化段階を巻き戻し、人工的に癌幹細胞様の細胞 (人工癌幹細胞) の作成を試みた。3種類のOSCC細胞株であるCa-9-22 (歯肉癌) 株・HSC-3-M3 (舌癌)株・KON (口底癌) 株に対してリプログラミングを行った結果、CD133、ALDH1、CYP1B1、Nestin等の癌幹細胞マーカー分子や、Nanog、Oct3/4、Sox2の未分化マーカー分子の一時的な遺伝子発現上昇を認める細胞の作製に成功している。
それらを踏まえ、本年度はOSCC細胞4株(歯肉癌Ca9-22株, 舌癌HSC-3-M3株・HSC-3株, 口底癌KON株)のリプログラミングを行い、癌オルガノイド形成に必要となるCSC様細胞の作出および、幹細胞様の形質を維持したままでの長期継続培養を実現するための条件検討を行った。その結果、リプログラミングOSCC細胞の継代時にMACS(磁器細胞分離法)を用いてTra-1-60陽性細胞をセレクションすることで、7週間以上にわたって、コロニー状構造を維持可能な培養条件を見出し、この細胞集団が各種未分化マーカーや癌幹細胞マーカーの発現を維持していることが明らかになった。
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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
本年度はリプログラミングOSCC細胞から人工癌幹細胞を単離し、継代時にMACS(磁器細胞分離法)を用いてTra-1-60陽性細胞をセレクションすることで、コロニー状構造を維持したまま長期培養を行った。これらの細胞集団は未分化マーカーのNanog、Oct3/4に加え、OSCC幹細胞マーカーの候補として注目しているCD90/Thy-1、Decorinの高発現を維持していることが明らかとなった。一方で、OSCC幹細胞マーカーの候補として検討を進めていたCD24は、その他の癌幹細胞マーカーおよび未分化マーカー発現量やコロニー形成能との関連が薄いことが示唆された。
また、リプログラミングを行っていないOSCC細胞にも、ごく少数のTra-1-60陽性細胞が含まれることが判明し、MACSによってソーティングを行い、Tra-1-60陽性リプログラミングOSCC細胞と同一条件下において維持培養を行ったものの、コロニー形成能は見られず、4週以上の継代培養の過程でTra-1-60陽性細胞は消失した。現在、Tra-1-60陽性リプログラミングOSCC細胞の腫瘍形成能や、薬剤耐性能に関する評価が進行中である。
以上の経過より、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請者は、4種のOSCC細胞株Ca-9-22 (歯肉癌) 株・HSC-3-M3 (舌癌)株・HSC-3(舌癌)株・KON (口底癌) 株を用いたこれまでの検討で、いずれも各種癌幹細胞・未分化マーカーを発現するリプログラミングOSCC細胞の継続培養法を確立した。本年度は、各種癌幹細胞・未分化マーカーを発現するリプログラミングOSCC細胞をもとにOSCCオルガノイドの樹立を行う。
このほか、リプログラミングOSCC細胞の免疫不全動物への移植による腫瘍形成能の評価、マイクロアレイを用いた網羅的遺伝子発現解析、主成分分析も行う予定である。リプログラミングOSCC細胞からオルガノイドを形成するために必要な分化誘導法の策定が必要となるが、これは癌幹細胞が癌組織を構築するプロセスと模倣する上で、極めて重要な段階と位置付けている。
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Research Products
(1 results)
