2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the regulatory mechanism of feline mammary carcinoma by integrating three-dimensional culture method and pharmacokinetic analysis
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21H02356
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 一昭 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (10421934)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中尾 洋一 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60282696)
呰上 大吾 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80453934)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 猫 / 乳がん / オルガノイド / 抗がん剤 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
猫の乳腺がんは、手術後のがん再発および転移率が非常に高く完治が難しいことから、新規治療法および早期診断マーカーの開発が獣医療の現場において強く求められている。本研究では、申請者が樹立した猫乳腺がんオルガノイドを用いて猫乳腺がんの詳細な悪性化制御機構を明らかにする。さらに、抗がん剤に抵抗性を示すオルガノイドと薬物動態パラメーター解析技術を用いて、抗がん剤抵抗性獲得機序を明らかにするとともに新たな治療標的を探索する。三次元培養法と薬物動態解析技術を融合的に活用することで各患者動物に最適化された新たながん治療の開発につながる研究を推進する。今年度は、15系統の猫乳がんオルガノイドを確立し、各オルガノイドの形態解析、各ホルモンレセプター発現および抗癌剤感受性試験を実施した。オルガノイドを作製するにあたってサプリメントX,Y,Zを含む培養液を用いることで効率的な培養が可能になることが明らかになった (特許出願中) 。各オルガノイドの形態は充実性のbasalタイプと管腔状のluminalタイプが観察された。オルガノイドと摘出した組織について構造および細胞マーカー発現の比較を行ったところ、それぞれ類似した上皮組織構造を示すとともに、ホルモンレセプターであるHER2、ERおよびPRの発現についても発現パターンの一致が認められた。さらに乳腺がん罹患猫の血清サンプルを13検体収集し、京都大学医学部質量分析室と解析法の打ち合わせを実施した。また、作製したネコ乳がんオルガノイド15系統を用いて、カルボプラチン抵抗性を示すオルガノイドを複数同定した。さらに、カルボプラチン抵抗性を示すオルガノイドにペット用漢方薬シベリアを処置することで猫乳がんオルガノイドの増殖を顕著に抑制することを明らかにした。
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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
①猫乳腺がん進展における悪性化制御メカニズムの解明; 培養を行った乳腺腫瘍症例全てにおいてオルガノイドの形成が認められた。各オルガノイドの形態は充実性のbasalタイプと管腔状のluminalタイプが観察された。免疫組織化学染色によってbasalタイプのオルガノイドではbasalマーカーのCK5、luminalタイプのオルガノイドではluminalマーカーのCK8の特異的な発現が認められた。オルガノイドと摘出した組織について構造および細胞マーカー発現の比較を行ったところ、それぞれ類似した上皮組織構造を示すとともに、ホルモンレセプターであるHER2、ERおよびPRの発現についても発現パターンの一致が認められた。また、各系統のオルガノイドにカルボプラチンやドキソルビシンといった化学療法剤、ラパチニブをはじめとする様々な分子標的薬を処置したところ、症例ごとに異なる薬剤感受性を示した。
②猫乳腺がん早期診断マーカーの探索と機能解析;乳腺がん罹患猫の血清サンプルを13検体収集し、京都大学医学部質量分析室と解析法の打ち合わせを実施した。
③乳腺がん罹患猫におけるカルボプラチン抵抗性獲得メカニズムの解明; ネコ乳がんオルガノイドを15系統作製し、カルボプラチン抵抗性を示すオルガノイドを複数同定し、各オルガノイドのRNAサンプルの抽出を行った。
④化学療法抵抗性乳腺がん罹患猫に対して有効な漢方成分の同定;ネコ乳がんオルガノイドを15系統作製し、カルボプラチン抵抗性を示すオルガノイドを複数同定するとともに、ペット用漢方薬シベリアが猫乳がんオルガノイドの増殖を顕著に抑制することを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
①猫乳腺がん進展における悪性化制御メカニズムの解明; 正常乳腺組織を比較対象として発現が特異的に上昇する遺伝子群の探索を行うとともに、各種阻害剤や遺伝子ノックダウン法を用いてオルガノイドの生存率への影響を明らかにする。
②猫乳腺がん早期診断マーカーの探索と機能解析;健常猫の血清サンプルを収集し、LC-MS/MS解析を行い、主成分分析、メタボロミクス解析、リピドミクス解析を行うことでバイオマーカー候補を探索する。その後、同定したマーカー分子をELISAあるいは高速液体クロマトグラフィーを用いて詳細に解析する。
③乳腺がん罹患猫におけるカルボプラチン抵抗性獲得メカニズムの解明; オルガノイドのRNAシークエンス解析と抗癌剤抵抗性を示した猫の血清を用いたプロテオミクス解析を実施し、抵抗性獲得に寄与する要因を明らかにする。
④化学療法抵抗性乳腺がん罹患猫に対して有効な漢方成分の同定; シベリアの猫乳がんオルガノイド抑制メカニズムの詳細を明らかにしていく予定である。
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Research Products
(4 results)
