2022 Fiscal Year Annual Research Report
個体全身のハイスループット解析による腫瘍-宿主相互作用の網羅的解析
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22K20781
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
和田 弥生 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 博士研究員 (40965521)
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| Project Period (FY) |
2022-08-31 – 2023-03-31
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| Keywords | がん / ショウジョウバエ / ３D撮像 / 強化学習 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がんは周囲の組織や離れた臓器と相互作用する全身性の疾患である。そのためがんの発生機序の理解には、個体レベルの解析によってがん-宿主間相互作用を解明することが不可欠である。しかし、従来の実験系には様々な制約があり、この相互作用の全容解明は進んでいない。特に膵がんはこの課題が顕著で、そのためにがんの中で最も患者予後が悪い状況が続いている。そこで申請者は本研究で、自身らが最近作出した膵がん遺伝子型モデルハエ（4-hitハエ）を用いて、腫瘍形成に寄与する腫瘍-宿主間相互作用の網羅的な解明に取り組む。4-hitハエは膵がん患者に見られる遺伝子型を模倣しており、増殖能の亢進や個体死といった表現型を呈する。申請者は、各種細胞形質（細胞増殖、細胞死、シグナル伝達、エネルギー代謝等）を蛍光タンパク質の局在によって可視化するレポーターを4-hitハエに搭載し、この幼虫の全身を解析することで腫瘍形成を促進または抑制する細胞形質の同定を目指した。
申請者はまず、GFP標識した腫瘍細胞とともに各種細胞形質をtdTomatoの存在箇所や強度を指標に解析するための蛍光レポーターハエを作出している。申請者は概念実証として、翅原基におけるSerrate（Ser)遺伝子の発現を規定するエンハンサー配列を同定し、蛍光レポーターハエ作出に用いる発現ベクターを設計した。今後はこのエンハンサー配列とtdTomatoのコード配列を発現ベクターにクローニングしてハエ胚に顕微注入し、翅原基がtdTomatoで標識されるか検討する。
また申請者は、幼虫全身を解析するための新規解析基盤FINDSの構築も推進した。申請者は対照ハエと4-hitハエを作出し、各々幼虫の3D画像を収集した。今後は、得られた３D画像を人工知能に与え、GFPの発現を指標にして腫瘍形質を自動定量する深層学習モデルを構築する。
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