膵癌幹細胞の発生プロセスと特性変化の細胞系譜的解析

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24390305
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: 関根 圭輔 横浜市立大学, 医学部, 助教 (00323569)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 英樹 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70292555) ; 武部 貴則 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (20612625)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: がん幹細胞 / 膵臓 / 膵癌

Research Abstract

前年度までに本研究で同定した膵癌幹細胞を可視化するために、正常な膵幹細胞を標識するのに成功している膵幹細胞特異的に発現するタンパク質プロモーター下流に蛍光タンパク質DsRed2 を組み込んだマウスと膵癌モデルマウスを掛け合わせた。しかしながら、このマウスでは膵癌幹細胞を標識することが出来なかった。このことは、蛍光タンパク質発現トランスジェニックマウスの蛍光タンパク質遺伝子が組み込まれているゲノム領域が正常膵幹細胞ではオープンであるが、膵癌幹細胞ではサイレンシングを受けていることが想像されるが詳細は不明である。
そこで本年度は別の膵幹細胞特異的に発現するタンパク質プロモーター下流に蛍光タンパク質EGFP を組み込んだマウスと膵癌モデルマウスを掛け合わせた。このマウスで膵癌幹細胞特異的に蛍光タンパク質を発現させることに成功した。実際にこのマウスよりEGFP陽性細胞、EGFP陰性細胞をそれぞれセルソーターにより分離し、正常マウス皮下に移植するとEGFP陽性細胞からのみ腫瘍形成が見られ、本研究で同定した細胞が膵癌幹細胞であることを直接証明する結果であった。このマウスが作成できたことで、当初計画である、膵癌幹細胞の特性の解析と細胞系譜解析を1細胞レベルで実施することが可能となった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度の研究成果から、本研究で同定した細胞が膵癌幹細胞であることを直接証明することができた。これにより、当初目標である、膵癌幹細胞の特性の解析と細胞系譜解析を1細胞レベルで実施することが可能となった。

Strategy for Future Research Activity

これまでの成果において膵癌マウスモデルを用いて特定の遺伝子を発現する膵癌幹細胞を見出した。さらに膵癌幹細胞特異的に蛍光タンパク質を発現させ可視化するモデルマウスを作成した。今後、蛍光タンパク質陽性細胞をマウス皮下にシングルセル(たった１つの細胞)移植することで、腫瘍形成能を観察できる実験系を構築する。また、膵癌幹細胞をマウス脾臓内に移植することで肝転移能を評価する系を構築する。ングルセル移植によって形成されたXenograftをシングルセルレベルで植え継ぎを重ねることで、肝転移能を持っていなかった癌幹細胞から肝転移能をもつ癌幹細胞が生じることを明らかにする。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

購入した抗体やサイトカイン等の消耗品が当初の予定より安価に購入できたため、物品費に余剰が生じた。
購入した抗体やサイトカイン等の消耗品の購入に充てる。

Research Products

• [Journal Article] Generation of a vascularized and functional human liver from an iPSC-derived organ bud transplant. (2014)
  • Author(s): Takebe T, Zhang RR, Koike H, Kimura M, Yoshizawa E, Enomura M, Koike N, Sekine K, Taniguchi H.
  • Journal Title: Nat Protoc. Volume: 9 Pages: 396-409
  • DOI: 10.1038/nprot.2014.020.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Engineering of human hepatic tissue with functional vascular networks. (2014)
  • Author(s): Takebe T, Koike N, Sekine K, Fujiwara R, Amiya T, Zheng YW, Taniguchi H.
  • Journal Title: Organogenesis. Volume: 10 Pages: 260-267
  • DOI: 10.4161/org.27590.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tropism of cancer stem cells to a specific distant organ (2014)
  • Author(s): Okuda R, Sekine K, Hisamatsu D, Ueno Y, Takebe T, Zheng YW, Taniguchi H.
  • Journal Title: In Vivo Volume: in press Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The CD133+CD44+ Precancerous Subpopulation of Oval Cells is a Therapeutic Target for Hepatocellular Carcinoma (2014)
  • Author(s): Zheng YW, Tsuchida T, Shimao T, Li B, Takebe T, Zhang RR, Sakurai Y, Ueno Y, Sekine K, Ishibashi N, Imajima M, Tanaka T, Taniguchi H.
  • Journal Title: Stem Cells Dev. Volume: in press Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescent labeling and visualization of human induced pluripotent stem cells with the use of transcription activatore like effector nucleases (2014)
  • Author(s): Sekine K, Takebe T, Taniguchi H.
  • Journal Title: Transplant Proc. Volume: in press Pages: in press
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ring1B promotes hepatic stem/ progenitor cell expansion via simultaneous suppression of Cdkn1a and Cdkn2a. (2014)
  • Author(s): Koike H, Ueno Y, Naito T, Shiina T, Nakata S, Ouchi R, Obana Y, Sekine K, Zheng YW,Takebe T, Isono KI, Koseki H, Taniguchi H.
  • Journal Title: Hepatology Volume: in press Pages: in press
  • DOI: doi: 10.1002/hep.27046.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vascularized and functional human liver tissue from an induced pluripotent stem cell-derived organ bud transplant. (2013)
  • Author(s): Takebe T, Sekine K, Enomura M, Koike H, Kimura M, Ogaeri T, Zhang RR, Ueno Y, Zheng YW, Koike N, Aoyama S, Adachi Y, Taniguchi H
  • Journal Title: Nature Volume: 499 Pages: 481-484
  • DOI: doi: 10.1038/nature12271.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The generation of pancreatic β-cell spheroids in a simulated microgravity culture system. (2013)
  • Author(s): Tanaka H†, Tanaka S†, Sekine K†, Kita S, Okamura A, Takebe T, Zheng YW, Ueno Y, Tanaka J and Taniguchi H. †equal contribution.
  • Journal Title: Biomaterials Volume: 34 Pages: 5785-5791
  • DOI: doi: 10.1016/j.biomaterials.2013.04.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vitamin D Receptor in osteoblasts Is a negative regulator of bone mass control. (2013)
  • Author(s): Yamamoto Y, Yoshizawa T, Fukuda T, Shirode-Fukuda Y, Yu T, Sekine K, Sato T, Kawano H, Aihara KI, Nakamichi Y, Watanabe T, Shindo M, Inoue K, Inoue E, Tsuji N, Hoshino M, Karsenty G, Metzger D, Chambon P, Kato S, Imai Y.
  • Journal Title: Endocrinology. Volume: 154 Pages: 1008-1020
  • DOI: doi: 10.1210/en.2012-1542.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 膵癌幹細胞の系譜解析に向けたin vitroアッセイ系の構築 (2014)
  • Author(s): 久松大介、奥田 諒、関根圭輔、上野康晴、谷口英樹
  • Organizer: 第13回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都府)
  • Year and Date: 20140304-20140306
• [Presentation] Pdx1陽性細胞は高い腫瘍形成能とスフィア形成能を有する癌幹細胞である (2013)
  • Author(s): 奥田諒、関根圭輔、孫略、坪井康次、谷口英樹
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 20131003-20131005
• [Presentation] 膵幹/前駆細胞の膵癌幹細胞への形質転換プロセスの解析 (2013)
  • Author(s): 関根圭輔、孫略、奥田諒、谷口英樹
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 20131003-20131005
• [Presentation] ヒト膵癌幹細胞における治療抵抗性機構の解析 (2013)
  • Author(s): 12. 星野小百合、関根圭輔、孫略、中田晋、寺崎哲也、森永総一郎、宮城洋平、遠藤格、横瀬智之、倉田昌直、上野康晴、谷口英樹
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 20131003-20131005
• [Presentation] Targeted proteomic absolute quantification on transporters of human pancreatic cancer cells with gemcitabine-resistance. (2013)
  • Author(s): Ueno Y, Hoshino S, Tsuchida N, Nakata S, Uchida Y, Sekine K, Zheng YW, Kurata M, Morinaga S, Miyagi Y, Yokose T, Endo I, Terasaki T, Hirano H, Taniguchi H
  • Organizer: HUPO 12th annual world congress.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 20130914-20130918