2021 Fiscal Year Research-status Report
ヒト癌オルガノイドオライブラリーを利用した治療抵抗性癌の発生・維持機構解明
Project/Area Number |
21K18259
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Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
Principal Investigator |
佐藤 卓 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 准教授 (40375259)
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Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2027-03-31
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Keywords | ヒトがんオルガノイド / 化学療法耐性 / がん幹細胞 / 自己分泌 |
Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、独自に確立した舌がんオルガノイドライブラリーについて、実際に臨床治療に使われる、シスプラチンに対する感受性を検討し、これらのうち3症例の患者由来の舌がんオルガノイド株がシスプラチン耐性舌がん細胞を、相対的に多く含むことを見出している。また、これらのシスプラチン耐性舌がん細胞の網羅的遺伝子発現データから、複数(11種)の分泌因子の発現が、同がん細胞において特徴的に濃縮されていることを見出している。本年度の研究では、まず当該分泌因子のうち2つの分子(分子X,Y)に着目し、シスプラチン耐性舌がんオルガノイド株において、レンチウイルスベクター系を用いたノックダウンオルガノイド株を作製した。その上で、これらのオルガノイド株のシスプラチン感受性の変化をin vitroで検討した結果、分子Xのノックダウンによりシスプラチンに対する感受性がわずかながら亢進することがわかった。一方、分子Xについてはすでに機能阻害化合物が市販されており、シスプラチンと分子X阻害剤をオルガノイド培養系に併用添加することで、シスプラチン耐性舌がん細胞の生存を有意に抑制することができた。分子X遺伝子のノックダウンでは、遺伝子の発現抑制が1/10程度にまで低下しているものの、完全に発現を阻害できていないため、このような結果の違いが生じている可能性が考えられた。 一方、本年度は、多症例の食道扁平上皮がん患者組織からがんオルガノイドを樹立した。またそれらのオルガノイドについて、元のがん組織との類似性を、がん遺伝子変異解析により評価するとともに、それらを免疫不全マウスに移植し造腫瘍性を評価した。さらに臨床治療に使われるシスプラチンとフルオロウラシル存在下で一定期間培養することで、症例ごとの化学療法剤応答性を評価した。
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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、当初の計画通り、着目した抗がん剤耐性がんの発現する分泌因子XおよびYのノックダウン舌がんオルガノイド株を作製し、in vitroにおいてシスプラチン感受性を評価した。分泌因子X機能阻害低分子化合物の添加は、in vitroにおいてシスプラチン耐性舌がん細胞の生存を抑制できたのに対し、ノックダウンではその抑制効果は軽微であったことから、免疫不全マウスへの移植ができなかった。一方、当初の計画通り、多症例の食道扁平上皮がん患者組織からがんオルガノイドを樹立し、各々について化学療法剤感受性を評価した。
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Strategy for Future Research Activity |
分子Xのノックダウン舌がんオルガノイド株では遺伝子発現の阻害が不十分である可能性があるため、次年度の検討では分子Xのノックアウト舌がんオルガノイド株の作製を試みる(レンチウイルスCRISPR/Cas9システム使用)。また、そのように樹立したノックアウト舌がんオルガノイド株を免疫不全マウスに移植し、がんの増殖およびシスプラチン感受性の変化をin vivoでも評価する。一方、各症例由来の食道扁平上皮がんオルガノイドについて遺伝子発現解析を実施し、化学療法剤耐性オルガノイド株において、感受性オルガノイドに比べて有意に活性化している自己分泌経路(リガンド―受容体相互作用)を特定する。その上で、舌がんオルガノイド同様に当該分子をノックダウン、またはノックアウトし、まずin vitroにおけるシスプラチン感受性の変化を検証する。さらに、申請者らのみが利用可能なバイオリソースであるこれらのオルガノイドライブラリーの有用性を生かし、これまでに不明の、化学療法耐性となるために特徴的なエピゲノム変化について解析する。
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Causes of Carryover |
2022年度において、オルガノイド培養のための試薬の購入、および作出したオルガノイドの性能評価のための受託解析(変異解析、遺伝子発現解析)の実施が想定されるため、それらに上記次年度使用額を支出する。
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