Clarification of the mechanism of the tumor microenvironment related to treatment resistance to pancreatic cancer

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K16458
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 行田 悠 順天堂大学, 医学部, 助教 (90838236)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 膵癌 / 抗癌剤 / 治療抵抗性 / CAFs

Outline of Annual Research Achievements

膵癌は、抗癌剤治療中に高頻度に治療抵抗性を示す予後不良な癌である。この治療抵抗性に関して、癌間質に多く存在する癌内線維芽細胞(Carcinoma-associated fibroblasts : CAFs)の関与が示唆されているが、その分子機構については不明な点が多い。
そこで本研究は、抗癌剤治療後に外科的に切除された臨床検体から膵癌細胞とCAFsを抽出し、これらの共培養系や共移植patient-derived tumor xenograft (PDX)モデルを駆使して、CAFsがどのように膵癌の治療抵抗性の獲得に寄与しているか、分子レベルで解明する。CAFsと膵癌細胞の相互作用を媒介する遺伝子やシグナルを同定し、膵癌の薬剤抵抗性におけるCAFsの役割を明らかにする。そして治療効果予測に有用なバイオマーカーの同定や新規個別化治療法開発に役立てることを目的としている。

申請者らは術前化学療法後に手術により摘出された残存膵癌より線維芽細胞の樹立を試みた。現在まで２４例中１５例において、癌部よりCＡＦｓ、コントロールとして非癌部より対照線維芽細胞の樹立に成功した。上皮細胞、間葉系細胞や血球系細胞に特異的な抗体を使用した免疫組織染色を施行し純度の高い線維芽細胞が樹立されていることが確認された。また、RNA-sequencingにより非癌部由来の対照線維芽細胞と比較して、CAFsにおいて有意に発現が亢進している遺伝子が複数同定された。これらの遺伝子が治療前よりCAFsで高発現していたのかあるいは術前化学療法によりCAFsで誘導されたのかは不明である。今後は、CAFsが抗癌剤抵抗性に寄与しているか否か、同定された遺伝子の治療抵抗性への関与を明らかにする予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

10例以上の患者膵癌検体よりCAFsおよび対処の線維芽細胞の樹立に成功した故、

Strategy for Future Research Activity

今後は、CAFsが抗癌剤抵抗性に寄与しているか否か、および同定された遺伝子の治療抵抗性への関与を明らかにする予定である。まずはCAFsあるいは対照線維芽細胞の培養上清を抗癌剤処理後の膵癌細胞株に添加し、CAFs由来の培養上清が、抗癌剤によりダメージをうけた癌細胞の再増殖を促進するか否か調査する。もしCAFsが癌細胞の再増殖を促進する場合は、膵癌細胞株とCAFsや対照線維芽細胞を３Ｄ共培養し、抗癌剤添加後の癌細胞死および残存癌細胞の再増殖の程度を評価する。さらに、上記で同定されたCAFsで高発現している遺伝子の治療抵抗性との関連を明らかにする為に、CAFsと癌細胞との共培養実験系を用いて、CAFsで高発現している遺伝子の発現をノックダウンし、抗癌剤処理後の癌細胞の細胞死および再増殖能を調査する。

Causes of Carryover

線維芽細胞の増殖の問題があり予定された実験が施行されなかった為。