2021 Fiscal Year Annual Research Report
ハイブリッド療法による大腸がん治療抵抗性メカニズムの克服
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21H02902
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
中西 祐貴 京都大学, 医学研究科, 特定助教 (40838679)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
妹尾 浩 京都大学, 医学研究科, 教授 (90335266)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 大腸がん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸がんは、本邦のがん罹患の第１位、がん死の第２位を占める。近年注目されるがん免疫療法は複数の癌腫において有効性が確認されているが、大腸がんにおいてはごく一部の症例でしか奏功せず、治療抵抗性メカニズムの解明および新規治療ストラテジーの樹立が強く期待されている。特に、「間質反応・線維化・がん幹細胞」を特徴とする高悪性度大腸がんは、がん免疫療法に抵抗性である。今回申請者らは予備検討から、がん幹細胞が”don’t eat me”シグナル CD47を発現することでがんの免疫原性を低下させ、間質がTHBS1を高発現することで線維化による免疫細胞排除をきたす、という二重の機構でがん免疫が抑制されるとの構想に至った。本研究の目的は、この防御機構の同時阻害によりがん免疫療法抵抗性を克服する新規ストラテジーを構築することである。これを検討するため、以下の実験を実施する。１）自然発生大腸がんモデルApcMinマウスの腫瘍中において、がん幹細胞特異的にCD47を阻害し、がん幹細胞の免疫原性の評価と腫瘍フェノタイプの変化を検討する２）高悪性度がんモデルであるmouse tumor organoid (MTO)を用い、CD47の阻害が、がんの浸潤・転移に及ぼす影響を評価する。３）THBS1全身KOマウスへMTO直腸同所移植実験を行い、間質におけるTHBS1の阻害が、抗腫瘍免疫、線維化、血管新生に与える影響を評価する。
以上の実験を通じ、がん幹細胞特異的CD47阻害と間質特異的THBS1阻害の「ハイブリッド療法」により、がん免疫抑制が解除され、抗腫瘍効果が得られるかを検討する。本研究により、高悪性度がんに対する、がん幹細胞・間質双方を標的とした新規治療法の開発に繋げる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では、以下の１）から３）の実験を予定していた。しかし、本年度はオルガノイド培養や移植実験に不可欠なマトリゲルの入手がコロナ禍の影響で困難であったため、特に２）、３）が予定よりもやや遅れている。ただ、条件検討などは進み、今後の進捗が見込める状況である。各項目における進捗は以下のとおりである。
１）自然発生腸腫瘍におけるがん幹細胞特異的CD47阻害：Apc変異導入により腸腫瘍を自然発生する代表的大腸がんモデルApcMinマウスを用いて、がん幹細胞特異的にCD47の阻害を試みた。本研究に用いるApcMin;DCLK1-CreERT2-EGFP;CD47f/fマウスを作出できている。タモキシフェン投与により、効率的にDCLK1陽性がん幹細胞特異的CD47阻害が得られていることも確認できており、予定通りの進捗状況である。
２）浸潤・転移におけるがん幹細胞特異的CD47阻害：がん幹細胞特異的に4種の遺伝子変異（Apc, Kras, Trp53, Tgfbr2）を導入し、高悪性度のCMS4モデルとして好適かつ移植・転移実験も可能なmouse tumor organoid (MTO; Nature, 2018)を用いた移植実験におけるCD47阻害を予定していた。ただ、本年度は、コロナ禍の影響のためマトリゲルの入手不足をきたし、実験のこれ以上の進捗は困難であった。次年度への繰越を要したが、移植実験や転移の条件確認はある程度行った。
３）THBS1阻害による線維化・血管新生への効果：本項目では、THBS1全身KOマウスへMTO直腸同所移植実験を行い、間質におけるTHBS1の阻害が抗腫瘍免疫、線維化、血管新生に与える影響を評価する予定である。全項目と同じくマトリゲルの入手不足により、十分な結果は得られなかったが、移植する細胞・オルガノイドの数など、条件検討は完了した。
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| Strategy for Future Research Activity |
１）から３）の各項目につき、以下のような研究推進方策を予定している。
１）自然発生腸腫瘍におけるがん幹細胞特異的CD47阻害：Apc変異導入により腸腫瘍を自然発生する代表的大腸がんモデルApcMinマウスを用い、がん幹細胞特異的にCD47のKOを試みる本項目では、実験に用いるApcMin;DCLK1-CreERT2-EGFP;CD47f/fマウスをすでに作出済であり、タモキシフェン投与によるCD47阻害を進めている。予定通り、DCLK1陽性がん幹細胞特異的なCD47阻害の効果を確認していく。
２）浸潤・転移におけるがん幹細胞特異的CD47阻害：がん幹細胞特異的に4種の遺伝子変異（Apc, Kras, Trp53, Tgfbr2）を導入し、高悪性度のCMS4モデルとして好適かつ移植・転移実験も可能なmouse tumor organoid (MTO; Nature, 2018)を用いている。現在、マトリゲルの入手も可能となってきており、実験の進捗が見込める。すでに確認済みの、移植実験や転移の条件を用いて、CD47の阻害実験を推進させていく。CRISPRS KOやノックダウンなど、遺伝子的CD47阻害をMTOで行うのは時間を要することから、代替案であった薬剤阻害を中心に実験を行う。
３）THBS1阻害による線維化・血管新生への効果：本項目では、THBS1全身KOマウスへMTO直腸同所移植実験を行い、間質におけるTHBS1の阻害が抗腫瘍免疫、線維化、血管新生に与える影響を評価する。移植する細胞・オルガノイドの数など、条件検討は完了しており、またマウスの数も十分に用意できている。次年度に当該マウスへの移植、解析開始が可能となる。
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