2022 Fiscal Year Research-status Report
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22K07163
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
伊藤 剛 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (60607563)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 細胞分裂 / がん微小環境 / CAF / 巨核・多核 / がん間質 / 癌関連線維芽細胞 / 多形型 / 間質細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、がん微小環境における癌細胞集団が分散する過程や巨核・多核の異質な癌細胞の産生や増殖メカニズムについて検討し、これらを明らかにする。
我々は、癌分散が癌細胞の分裂期進行と関係することを見出し、これを数値化した。癌組織には巨核・多核癌細胞が散見される場合があり（病理診断：多形型と判別）、癌増悪を加速させることが知られている。我々は、この巨核・多核癌細胞をGMN癌細胞と名付け（Giant /Multi-Nucleated cancer cells）、CAF（Cancer associated fibroblasts: 癌関連線維芽細胞）からの刺激により、GMN癌細胞集団もまた分散することを見出した。
また、がん組織内でのGMN癌細胞と間質細胞との相互作用（In vitro）に関する分子経路を明らかにした。GMN癌細胞は単核の癌細胞と比較して、遺伝子発現パターンが異なることを明らかとした。特に、巨核・多核癌細胞に固有の分子パスウェイに注目し、GMN癌細胞と間質細胞との特有な細胞応答へと連携することを見出した。
前年度では、癌細胞の分散に関する新たな知見を得ることができた。組織における癌分散を抑制できれば、癌浸潤範囲の縮小や癌転移の抑制につながるため、癌生存率を向上させる可能性が考えられた。また、巨核・多核癌細胞に対するがん医療は進んでおらず、本成果はこの癌細胞に対する分子ターゲットを提示することができる。
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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
1. 口腔扁平上皮癌細胞株SAS細胞により構築された癌nest（癌巣）はCAF培養上清の添加により、細胞間接着が解除されて癌細胞集団が分散していく。この過程を追跡するために癌細胞核の中心座標を10分間隔で測定した（24時間撮影）。座標データから癌細胞の挙動を解析した結果、nest中心部での細胞分裂開始とともに周辺細胞（間期細胞）が大幅に移動する様子を数値化できた。またnest辺縁部でも細胞分裂終盤にかけてnestから解離する様子を数値化できた。
2. SAS細胞をスフェロイド様にして、ゲルに包埋した場合での細胞分裂による増殖を確認した。また、微小管重合阻害剤ノコダゾール処理により、巨核・多核としたGMN-SAS細胞でもスフェロイドを構築することができ、ゲル内での細胞分裂が認められた。これらスフェロイドを包埋したゲルにCAF培養上清を含む培地で培養した結果、スフェロイドの分散が確認された。オートフォーカスでの長時間撮影が困難であったため、分裂期細胞のみを撮影することで3次元での細胞分裂と癌分散の関連を捉えていく。
3. 単核のSASとGMN-SASの遺伝子発現をmRNAマイクロアレイにより比較した。GMN-SASではサイトカインやケモカイン発現が大幅に上昇していた。また、癌関連遺伝子の発現増加も認められた。さらに、がん間質におけるGMN癌細胞と間質細胞の相互作用を明らかにするために、GMN-SASをCAF培養上清により刺激した結果、癌関連遺伝子が大幅に上昇することを見出した。
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| Strategy for Future Research Activity |
癌スフェロイドの分散・解析を進めていく。当初の研究に加えてGMN癌細胞の癌分散についても明らかにしていく。In vitroでの研究より、GMN癌細胞の遺伝子発現はコントロール細胞とは大きく異なることがわかった。また、間質細胞とGMN癌細胞との相互作用は通常の癌細胞と異なる応答を示すことがわかった。前年度、マウス腫瘍から摘出した癌細胞とその他の細胞を区分し、それらの培養を進めた。これらの細胞を用いて研究課題であるin vivoにおける間質細胞による癌細胞分裂の制御機構の分子メカニズムを明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
マウス腫瘍から抽出した癌細胞と間質細胞の遺伝子発現を明らかにするため（in vivo）、マイクロアレイ受託解析を依頼する予定であった。前年度、研究課題に関連したin vitroでのGMN癌細胞と間質細胞との細胞間応答において特異的な遺伝子発現パターン解析を先行し、良好な結果を得ている。次年度にin vivoでの遺伝子発現解析を進め、in vitroで同定された遺伝子群との比較によりその一般性を明らかにする。これを理由に予算執行を次年度とした。
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