ヒト膀胱癌の病理学的・遺伝学的特徴を再現可能な新規のマウスモデルの樹立

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21J22419
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 中村 健治 京都大学, 医学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2021-04-28 – 2024-03-31
• Keywords: 浸潤性膀胱癌 / マウスモデル

Outline of Annual Research Achievements

Krt5発現細胞特異的にTrp53変異とCas9を発現するKrt5CreERT2/+:Trp53R172/+: LSL-Cas9マウスの膀胱内にPten・Kmt2cのsgRNAを発現するアデノ随伴ウイルス(AAV)を注入することによって、膀胱癌が発生することを確認したが、本モデルは腫瘍形成の頻度が低く、発生までに数か月かかるなど、疾患モデルとしては非効率的で実用性の面で難があった。その原因としては、生体内ではCre-LoxPシステムによる遺伝子組み換え、ウイルス感染、CRISPR/Cas9システムによる遺伝子編集の効率が低いことが考えられた。そこで、より高効率に癌化させられる利便性の高い研究モデルとしてオルガノイドを用いることを着想した。

尿路上皮オルガノイド培養系の樹立
Krt5陽性細胞にTrp53変異とCas9及びGFPの発現を誘導したマウスの膀胱を摘出し、回収した尿路上皮細胞からGFP陽性細胞を分別して3次元オルガノイド培養を試みたところ、GFP陽性Krt5陽性細胞を起源とするオルガノイド (K5-mUrorganoid; Trp53R172H/+) の樹立に成功した。さらにオルガノイド培養下では生体内よりもはるかに効率的にAAVによる核酸導入が可能であることを確認した。またそれらをin vivo移植 (同所性・皮下・腎被膜下)することにより高率に膀胱癌が発生することを確認した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

オルガノイド培養下では生体内よりもはるかに効率的にAAVによる核酸導入が可能であることを確認した。またそれらをin vivo移植 (同所性・皮下・腎被膜下)することにより高率に膀胱癌が発生することを確認した。

Strategy for Future Research Activity

同モデルで免疫組織染色を行い腫瘍及び腫瘍浸潤リンパ球（TIL）のPD-1/PD-L1発現を評価する。いずれかの発現が見られた場合（陽性細胞5％以上）、抗PD-1/PDL1抗体薬投与を行い、腫瘍増殖・マウス生存に対する影響を検証する。