Spatial proteomic analysis of in vivo and in vitro models of colorectal cancer liver metastasis

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K07166
• Research Institution: Aichi Cancer Center Research Institute
• Principal Investigator: 夏目 誠治 愛知県がんセンター(研究所), 分子診断TR分野, 研究員 (10813280)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 細田 和貴 愛知県がんセンター(研究所), がん情報・対策研究分野, 研究員 (00728412) ; 田口 歩 愛知県がんセンター(研究所), 分子診断TR分野, 分野長 (50817567) ; 谷 眞至 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (60236677)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 大腸癌 / 肝転移 / in vivo selection / PDXモデル / プロテオミクス / 多層オミクス解析 / 細胞表面タンパク質 / リン酸化タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

大腸癌肝転移に対する最も有効な治療法は手術による切除であるが、根治的切除が可能であった症例においても、5年生存率は約40%と難治である。ゲノム解析技術の目覚ましい発展にもかかわらず、分子標的治療の大腸癌肝転移への貢献は限定的であり、革新的なアプローチによって大腸癌肝転移の克服に取り組む必要がある。本研究では、マウス大腸癌細胞株からin vivo selectionにより樹立した高肝転移性亜株・低転移性亜株（in vitroモデル）と、外科手術時に採取された大腸癌原発巣と肝転移巣から作成した患者腫瘍組織移植（PDX）モデル（in vivoモデル）を用いて、細胞表面タンパク質（サーフェスオーム）解析とリン酸化タンパク解析による活性化シグナル経路同定を中心とした多層オミクス解析を行う。　これにより、大腸癌肝転移の分子機構を解明するとともに大腸癌肝転移を制御するための新規分子標的治療法を開発する。現在までに、大腸癌原発巣66例、肝転移巣26例からPDXモデルを作成した。このうち5症例においては、原発巣と肝転移巣のペアとして作成できた。さらに32症例において患者腫瘍由来細胞株（Patient-derived cells; PDC）を樹立した。また、マウス大腸癌高肝転移性亜株・低転移性亜株の多層オミクス解析データと、大腸癌原発巣・肝転移巣由来PDX腫瘍の多層オミクス解析データから、肝転移分子シグネチャを同定した。現在、肝転移分子シグネチャを構成する一群の転移関連分子について機能解析を行っている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

現在までに、大腸癌原発巣66例、肝転移巣26例からPDXモデルを作成した。このうち5症例においては、原発巣と肝転移巣のペアとして作成できた。さらに32症例において患者腫瘍由来細胞株（PDC）を樹立した。また、マウス大腸癌高肝転移性亜株・低転移性亜株の多層オミクス解析データと、大腸癌原発巣・肝転移巣由来PDX腫瘍の多層オミクス解析データから、肝転移分子シグネチャを同定した。現在、肝転移分子シグネチャを構成する一群の転移関連分子について機能解析を行っている。

Strategy for Future Research Activity

PDXモデルの作成を継続するとともに、転移関連分子について、市販のヒト大腸癌細胞株または患者腫瘍由来細胞株（PDC）を用いて機能解析を進める。

Causes of Carryover

コロナ禍により、プロテオーム解析計画にずれが生じたため、次年度使用額が生じた。解析計画を修正し、令和5年度に使用する予定である。

Research Products

• [Presentation] Molecular characterization of mouse colorectal cancer cell lines with high potential of peritoneal metastasis (2023)
  • Author(s): Haruki Mori, Hisanori Isomura, Shuang Zhou, Taisuke Kajino, Yuichi Abe, Takashi Kinoshita, Seiji Natsume, Yusuke Sato, Akira Ouchi, Toru Miyake, Waki Hosoda, Koji Komori, Yasuhiro Shimizu, Masaji Tani, Ayumu Taguchi
  • Organizer: AACR Annual Meeting 2023
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 同系大腸癌腹膜播種モデルの多層オミクス解析に基づく転移分子機構解明 (2022)
  • Author(s): 磯村 久徳、森 治樹、周 爽、梶野 泰祐、阿部雄一、夏目誠治、木下敬史、大内 晶、三宅 亨、飯田洋也、細田和貴、小森康司、清水泰博、谷 眞至、田口 歩
  • Organizer: 第33回日本消化器癌発生学会総会
• [Presentation] 血漿タンパク質と自己抗体の定量的プロファイリングによる大腸がん早期診断バイオマーカーの探索同定 (2022)
  • Author(s): 磯村 久徳、阿部雄一、山田啓策、大西祥代、田中努、山村健史、中村正直、島田昌明、田近正洋、藤城光弘、川嶋啓揮、田口 歩
  • Organizer: 第33回日本消化器癌発生学会総会
• [Presentation] 血液バイオマーカーが拓く大腸がん検診の近未来 (2022)
  • Author(s): 田口 歩
  • Organizer: JDDW 2022
  • Invited
• [Presentation] In-depth proteomic analysis of cancer models (2022)
  • Author(s): Ayumu Taguchi, Yuichi Abe, Taisuke Kajino, Hisanori Isomura
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] Multi-omics analysis of mouse colorectal cancer cell lines with high potential of peritoneal dissemination (2022)
  • Author(s): Hisanori Isomura, Haruki Mori, Taisuke Kajino, Yuichi Abe, Toru Miyake, Masaji Tani, Ayumu Taguchi
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術集会
• [Presentation] Quantitative profiling of circulating proteins and autoantibodies for early detection of colorectal cancer (2022)
  • Author(s): Yuichi Abe, Hisanori Isomura, Koji Komori, Mitsuhiro Fujishiro, Ayumu Taguchi
  • Organizer: 第81回日本癌学会学術集会
• [Presentation] Multi-omics analysis of syngeneic colorectal cancer mouse model of peritoneal dissemination (2022)
  • Author(s): Hisanori Isomura, Haruki Mori, Shuang Zhou, Taisuke Kajino, Yuichi Abe,Seiji Natsume, Takashi Kinoshita, Akira Ouchi, Toru Miyake, Hiroya Iida, Waki Hosoda, Koji Komori, Yasuhiro Shimizu, Masaji Tani, Ayumu Taguchi
  • Organizer: 第12回 名古屋大学医・生理研合同シンポジウム
• [Presentation] Physician scientistを志して ～新しい外科の地平線を切り拓くために～ (2022)
  • Author(s): 森 治樹, 阿部雄一, 梶野泰祐, 夏目誠治, 木下敬史, 大内 晶, 水野和幸, 三宅 亨, 飯田洋也, 細田和貴, 小森康司, 清水泰博, 谷 眞至, 田口 歩
  • Organizer: 第122回 日本外科学会定期学術集会