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

2014 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): 武部 貴則 横浜市立大学, 医学部, 准教授 (20612625) ; 谷口 英樹 横浜市立大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (70292555)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 膵癌幹細胞 / 膵癌 / 癌幹細胞 / 転移

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに当初予定のPdx1-Cre; LSL-KrasG12D; CDKN2A-/-; Pdx1-DsRed2に変えてPdx1-Cre; LSL-KrasG12D; CDKN2A-/-; Pdx1-EGFPマウスを作製し、膵癌におけるPdx1の発現をEGFPで可視化可能であることを確認した。本年度は本膵癌モデルマウスを用いてPdx1発現細胞が膵癌幹細胞であるか否か検証を行った。
モデルマウスの膵癌細胞を分離し、セルソーターを用いてPdx1陽性細胞を分離し、野生型マウス皮下でXenograft形成を観察した。すると、Pdx1陽性細胞からのみXenograftが形成されPdx1陰性細胞からはXenograftがされなかった。更にこれまでに同定した膵癌幹細胞マーカーであるCD44の二重染色を実施するとPdx1CD44共陽性細胞からのみXenograftが形成されることを明らかにした。次にこの細胞が転移能を持つか否か検討した。野生型マウスの脾臓に移植することで臨床的に膵癌の主要な転移先臓器である、肝臓への転移能を検証した。すると腫瘍形成能と同様、当該画分の細胞のみ転移能を有することが明らかとなった。これらのことからPdx1CD44共陽性細胞が腫瘍形成能・転移能を有する膵癌幹細胞であることが明らかとなった。次に膵癌幹細胞の転移先臓器の指向性があるか否か検討した。膵癌細胞を野生型マウスの脾臓へ移植した場合と尾静脈からの移植した場合の転移先臓器を検討した。すると脾臓移植では肝臓が、尾静脈移植では肺が主要な転移先臓器となることが明らかとなった。一方で、肝臓、肺に形成された転移巣を詳細に解析すると肺で形成された転移巣に比べ肝臓で形成される転移巣は転移巣の数が多くまた個々の転移巣の大きさも肝臓で形成される転移巣が大きいことが明らかとなった。すなわち、膵癌において肝臓が主要な転移先臓器である理由として血行性に近接するということのみならず、肝臓の微小環境が膵癌幹細胞の転移に適していることが明らかとなった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [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: 28 Pages: 361-365.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Polycomb group protein Ezh2 regulates hepatic progenitor cell proliferation and differentiation in murine embryonic liver. (2014)
  • Author(s): Koike H, Ouchi R, Ueno Y, Nakata S, Obana Y, Sekine K, Zheng YW, Takebe T, Isono K, Koseki H, Taniguchi H.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 9 Pages: e104776
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0104776.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Efficient hepatic differentiation of human induced pluripotent stem cells in a three-dimensional microscale culture. (2014)
  • Author(s): Zhang RR, Takebe T, Miyazaki L, Takayama M, Koike H, Kimura M, Enomura M, Zheng YW, Sekine K, Taniguchi H.
  • Journal Title: Methods Mol Biol. Volume: 1210 Pages: 131-141
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-1435-7_10.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescent labeling and visualization of human induced pluripotent stem cells with the use of transcription activator-like effector nucleases. (2014)
  • Author(s): Sekine K, Takebe T, Taniguchi H.
  • Journal Title: Transplant Proc. Volume: 46 Pages: 1205-1207.
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2014.02.003.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evidence of a sophisticatedly heterogeneous population of human umbilical vein endothelial cells. (2014)
  • Author(s): Zheng YW, Nie YZ, Tsuchida T, Zhang RR, Aoki K, Sekine K, Ogawa M, Takebe T, Ueno Y, Sakakibara H, Hirahara F, Taniguchi H.
  • Journal Title: Transplant Proc. Volume: 46 Pages: 1251-1253
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2013.11.077.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of proliferating human hepatic cells from human induced pluripotent stem cells. (2014)
  • Author(s): Zhang R, Takebe T, Sekine K, Koike H, Zheng Y, Taniguchi H.
  • Journal Title: Transplant Proc. Volume: 46 Pages: 1201-1204
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2013.12.021.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The development of humanized liver with Rag1 knockout rats. (2014)
  • Author(s): Tsuchida T, Zheng YW, Zhang RR, Takebe T, Ueno Y, Sekine K, Taniguchi H.
  • Journal Title: Transplant Proc. Volume: 46 Pages: 1191-1193
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2013.12.026.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] High-resolution intravital imaging for monitoring the transplanted islets in mice. (2014)
  • Author(s): Takahashi Y, Takebe T, Enomura M, Koike N, Lee S, Nemeno JG, Sekine K, Lee JI, Taniguchi H.
  • Journal Title: Transplant Proc. Volume: 46 Pages: 1166-1168
  • DOI: 10.1016/j.transproceed.2013.11.089.
  • 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: 23 Pages: 2237-2249
  • DOI: 10.1089/scd.2013.0577.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ring1B promotes hepatic stem/progenitor cell expansion through simultaneous suppression of Cdkn1a and Cdkn2a in mice. (2014)
  • Author(s): Koike H, Ueno Y, Naito T, Shiina T, Nakata S, Ouchi R, Obana Y, Sekine K, Zheng YW, Takebe T, Isono K, Koseki H, Taniguchi H.
  • Journal Title: Hepatology. Volume: 60 Pages: 323-333
  • DOI: 10.1002/hep.27046.
  • Peer Reviewed
• [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
• [Presentation] 膵癌転移における微小環境と癌幹細胞の相互作用の解析 (2015)
  • Author(s): 濱中香織、奥田諒、関根圭輔、谷口英樹
  • Organizer: 第14回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2015-03-21
• [Presentation] 膵癌幹細胞の転移における特定臓器への指向性 (2015)
  • Author(s): 泉陽彦、竹歳卓人、関根圭輔、奥田諒、濱中香織、谷口英樹
  • Organizer: 第14回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2015-03-21
• [Presentation] A novel system with human liver features for screening anti-hepatitis B virus therapeutics (2015)
  • Author(s): Nie YZ,Zheng YW,kZhang RR,Tsuchida T,Ueno Y、Sekine K,Takebe T,Taniguchi H
  • Organizer: 第14回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2015-03-20
• [Presentation] iPS細胞を用いた代謝性臓器の再生医療 (2015)
  • Author(s): 武部貴則、関根圭輔、谷口英樹
  • Organizer: 第14回日本再生医療学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2015-03-19
  • Invited
• [Presentation] 遺伝子改変モデル動物を用いた膵癌幹細胞の機能解析 (2014)
  • Author(s): 関根圭輔、奥田諒、久松大介、濱中香織、谷口英樹
  • Organizer: 第41回日本臓器保存生物医学会学術集会
  • Place of Presentation: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府)
  • Year and Date: 2014-11-28
  • Invited
• [Presentation] Identification and characterization of Pdx1+ pancreatic cancer stem cell during pancreatic tumorigenesis (2014)
  • Author(s): 関根圭輔、奥田諒、久松大介、谷口英樹
  • Organizer: The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] Identification of pancreatic cancer stem cell lineage during pancreatic tumorigenesis (2014)
  • Author(s): 奥田諒、関根圭輔、久松大介、孫略、濵中香織、谷口英樹
  • Organizer: The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association.
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] スフィア形成能を有する膵癌幹細胞の解析 (2014)
  • Author(s): 久松大介、奥田諒、関根圭輔、濵中香織、上野康晴、谷口英樹
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2014-09-25