2021 Fiscal Year Research-status Report
オルガノイド樹立による大腸粘液癌の病態解明と治療標的の同定
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21K06924
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
赤木 智徳 大分大学, 医学部, 助教 (80572007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塚本 善之 大分大学, 医学部, 助教 (00433053)
猪股 雅史 大分大学, 医学部, 教授 (60315330)
泥谷 直樹 大分大学, 医学部, 准教授 (80305036)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 大腸粘液癌 / オルガノイド / DUSP4 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちはこれまで、通常の大腸腺癌ではDUSP4の発現が表層で亢進し、浸潤部では低下することを見出し、DUSP4が癌細胞の増殖・浸潤に関わるがん抑制遺伝子であると報告した。一方、多くの粘液癌症例では、表層から浸潤部に至るまでDUSP4の発現亢進が観察され通常の大腸腺癌における機能とは異なることが示唆された。本研究では、大腸粘液癌の組織培養系を確立することにより、粘液癌で高発現しているDUSP4の機能的意義を明らかにする。さらに、粘液癌で活性化しているシグナルパスウェイを同定して、治療標的としての可能性を検証する。
今年度は5例の大腸粘液癌切除症例について組織培養系の樹立を試みた。癌部および非癌部から3-5 mm大の検体を採取し、それぞれ細切・酵素処理にて上皮細胞を分散させ、立体培養（オルガノイド）と平面培養（細胞株）を開始した。平面培養による細胞株の樹立には全例で失敗し、細胞株の樹立が困難であることを再認識した。同時に、既存の細胞株が生体内の癌細胞と乖離したものであり、癌のモデルとして用いることの限界について確認できた。一方、オルガノイドについては通常の大腸腺癌の培養条件に準拠して5例中4例樹立できた（1例は痔瘻部から採取した検体であったため細菌の混在により失敗）。現在、樹立できた4例についてDUSP4 mRNAおよびDUSP4タンパクの発現レベルの解析や、各種の機能解析、免疫不全マウスへの移植を施行して、患者由来粘液癌オルガノイドの特性を調べているところである。
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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
本研究の期間内に、15例前後の粘液癌オルガノイドおよび細胞株の樹立を目指す。今年度は5例の大腸粘液癌切除症例から4例の樹立成功にとどまったが、DUSP4 mRNAおよびDUSP4タンパクの発現レベルの解析や、機能解析等は順調に実施された。免疫不全マウスへの生着能も行っており、当初の計画通りに進められている。来年度以降は症例数の増加によるオルガノイド樹立の改善にも着手している。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず15例前後の粘液癌オルガノイドの樹立を達成する。数がそろったところで以下の実験を施行する。
[ DUSP4の機能解析 ] siRNAを用いたノックダウン法でDUSP4発現を抑制して、増殖能（MTS法）や浸潤能（Boyden chamber法）、生存能（アポトーシス解析）、細胞周期（FACS解析）への影響を調べる。
[ 重要なシグナルパスウェイの同定と治療応用 ] 粘液癌および正常上皮由来のオルガノイドからRNAを抽出して、網羅的発現解析を行う。粘液癌で発現変動する遺伝子群を抽出し、それらをパスウェイ解析データベース(Ingenuity Pathway Analysis, Ingenuity Systems)に連携して、粘液癌特異的に活性化しているシグナルパスウェイの概要を得る。さらに、オルガノイドのタンパク液を抽出して、リン酸化タンパクアレイを用いて活性化シグナルパスウェイを確認する。活性化シグナルパスウェイを構成する分子の中から、特異的阻害剤が存在し標的分子となりうる分子を選択する。免疫不全マウス移植モデルを作成して、移植したオルガノイドが生着後、阻害剤を投与（経口、腹腔）して、腫瘤の縮小効果や遠隔臓器（肝、肺、脳など）への転移抑制効果、生存期間の延長効果などを調べる。
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| Causes of Carryover |
解析対象となる粘液癌症例が当初の予定よりも少なかったため、培養関連器具および試薬等の購入費が少額になった。
また、当大学の動物実験施設で年度中に改修工事があり、その間使用できなかったことから、マウスの購入費や飼育費、解析試薬等の購入を次年度以降に見送った。
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[Journal Article] Early response in phosphorylation of ribosomal protein S6 is associated with sensitivity to trametinib in colorectal cancer cells2021
Author(s)
Hirashita Y, Tsukamoto Y, Kudo Y, Kakisako D, Kurogi S, Hijiya N, Nakada C, Uchida T, Hirashita T, Hiratsuka T, Akagi T, Ueda Y, Shiroshita H, Etoh T, Mizukami K, Honda K, Okimoto T, Kodama M, Inomata M, Moriyama M, Murakami K.
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Journal Title
Laboratory Investigation
Volume: 101
Pages: 1036～1047
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 左側閉塞性大腸癌に対する治療戦略-緊急手術 vs 経肛門的イレウスチューブ vs ステント 左側閉塞性大腸癌に対するBridge to surgeryの有用性の検討2021
Author(s)
平塚 孝宏, 白下 英史, 河野 洋平, 赤木 智徳, 鈴木 浩輔, 二宮 繁生, 柴田 智隆, 上田 貴威, 當寺ヶ盛 学, 衛藤 剛, 白石 憲男, 猪股 雅史
Organizer
第34回日本内視鏡外科学会総会
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[Presentation] ステージIV大腸癌に対する治療戦略 Stage IV大腸癌に対する腹腔鏡下手術の意義2021
Author(s)
二宮 繁生, 赤木 智徳, 河野 洋平, 鈴木 浩輔, 柴田 智隆, 上田 貴威, 當寺ヶ盛 学, 白下 英史, 衛藤 剛, 白石 憲男, 猪股 雅史
Organizer
第34回日本内視鏡外科学会総会
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[Presentation] 進行大腸癌に対する腹腔鏡下手術と開腹手術のRCTにおける腹腔鏡下手術適応に注意を要する因子の同定2021
Author(s)
齊藤 修治, 赤木 智徳, 片山 宏, 水澤 純基, 猪股 雅史, 山本 聖一郎, 伊藤 雅昭, 絹笠 祐介, 惠木 浩之, 宗像 康博, 國場 幸均, 中嶋 健太郎, 志田 大, 金光 幸秀, 北野 正剛
Organizer
第34回日本内視鏡外科学会総会
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[Presentation] 進行大腸がんに対する内視鏡外科手術における定型化の弊害 定型化時代の腹腔鏡下大腸癌手術への取り組み2021
Author(s)
白下 英史, 河野 洋平, 鈴木 浩輔, 赤木 智徳, 二宮 繁生, 柴田 智隆, 上田 貴威, 當寺ヶ盛 学, 衛藤 剛, 白石 憲男, 猪股 雅史
Organizer
第34回日本内視鏡外科学会総会
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[Presentation] 側方リンパ節転移陽性直腸癌に対する治療戦略 短径10mm以上の側方リンパ節の郭清も直腸癌の長期成績を改善する2021
Author(s)
肥田 侯矢, 住井 敦彦, 西崎 大輔, 赤木 智徳, 山口 智弘, 秋吉 高志, 福田 明輝, 山本 聖一郎, 坂井 義治, 渡邊 昌彦, 腹腔鏡下大腸切除研究会
Organizer
第76回日本消化器外科学会総会
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[Presentation] 大腸癌周術期におけるdysbiosisと術後経過との関連 前向きコホート研究2021
Author(s)
原 貴生, 白下 英史, 河野 洋平, 鈴木 浩輔, 赤木 智徳, 二宮 繁生, 上田 貴威, 當寺ヶ盛 学, 衛藤 剛, 白石 憲男, 猪股 雅史
Organizer
第121回日本外科学会定期学術集会
