2022 Fiscal Year Research-status Report

Personalized medicine through the analysis of organoids derived from FGF-FGFR-activated CRPC

Research Project

Project/Area Number	21K09372
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	亭島淳広島大学, 医系科学研究科(医), 専門研究員 (20397962)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小畠浩平広島大学, 病院(医), 助教 (10749998) 坂本直也国立研究開発法人国立がん研究センター, 先端医療開発センター, ユニット長 (20571798) 後藤景介広島大学, 病院(医), 助教 (30784251) 関野陽平広島大学, 病院(医), 医科診療医 (30837810) [Withdrawn] 池田健一郎広島大学, 病院(医), 助教 (50624863) 林哲太郎広島大学, 医系科学研究科(医), 講師 (60612835) 井上省吾広島大学, 病院(医), 講師 (90457177) [Withdrawn] 日向信之広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (10598816)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Keywords	去勢抵抗性前立腺癌 / 繊維芽細胞成長因子 / オルガノイド
Outline of Annual Research Achievements	去勢抵抗性前立腺癌（CRPC）の中でも特に治療抵抗性となるアンドロゲンレセプター（AR）陰性症例では、これまで広く知られてきた神経内分泌分化（NE）を有する癌の他に高頻度に繊維芽細胞成長因子とその受容体（FGF-FGFR）のシグナル活性化で特徴づけられる症例集団の存在が報告されており、個別化医療の確立と新たな治療標的同定のためにFGF-FGFRの多様な分子機構の解明が急務である。オルガノイドは患者ごとの組織の特性をin vitroで忠実に再現することができる画期的なモデルである。我々はすでに患者由来CRPCオルガノイドの樹立と薬剤感受性の解析に成功しているが、本研究ではオルガノイドを用いて患者ごとに異なるFGF-FGFRシグナルの異常を解明する。本研究を介して、CRPC症例ごとのFGF-FGFRシグナルの異常と薬剤感受性が明らかになることが期待される。そこで、私たちはCRPC患者由来オルガノイドを作成して、FGF3, FGF4, FGF19, FGF21, FGF23, FGFR1,FGFR2, FGFR3, FGFR4の発現解析を行った。さらに前立腺周囲脂肪組織でも同様にFGF-FGFRシグナルの亢進を確認した。次にCRPC患者由来オルガノイドにドセタキセル、カバジタキセルを添加し、薬剤感受性を調べた。ドセタキセル、カバジタキセル存在下で培養・継代し、各薬剤耐性オルガノイドを作成を行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 本研究では、CRPCの薬剤耐性機構におけるFGF-FGFRシグナルの役割を患者由来オルガノイドの解析によって明らかにすること、さらに患者由来オルガノイドにおいて異常が認められたFGF-FGFRファミリーについて遺伝子編集を用いて操作し、CRPCの増殖、転移、薬剤耐性獲得におけるFGF-FGFRの役割について解析することを目的としている。 CRPC症例由来のオルガノイドを樹立する時に、CRPC症例において再生検の承諾を得て、組織採取し、オルガノイド化する培養や継代で、検体数やオルガノイド樹立で時間と費用がかかっている。さらにオルガノイドの維持や遺伝子編集を行うためのサンプル量と解析に時間がかかっている。一方で、オルガノイドからの免疫染色に成功し、遺伝子発現だけでなく蛋白レベルの解析は可能となっている。
Strategy for Future Research Activity	より多くの臨床検体から、CRPC症例由来のオルガノイドを作成し、FGF-FGFRファミリーの発現解析、網羅的遺伝子発現解析、薬剤感受性評価を行う。各CRPCオルガノイドの遺伝子発現プロファイルを明らかにし、遺伝子変異をシークエンスで確認する。FGF-FGFRファミリー、MAPK、AR、神経内分泌マーカーの発現、変異の有無に基づき症例を分類し、各々の遺伝子発現、変異と薬剤感受性の相関を解析する。薬剤耐性を示す群において重要な遺伝子群やpathwayを同定する。樹立し遺伝子発現状況が把握できているCRPCオルガノイドに、ドセタキセル、カバジタキセルを添加し、薬剤感受性を調べる。次に各FGF-FGFRファミリーを標的とするguide RNAを設計し、CRISPR/CAS9を同時に発現するベクターを用いて、それらの遺伝子異常を同定したCRPCオルガノイドに形質導入し、増殖能や薬剤感受性の変化をin vitroで評価する。
Causes of Carryover	ドセタキセル、カバジタキセル耐性オルガノイドを作成が進まず、これらの遺伝子発現解析ができていないため、次年度使用額が生じた。