2014 Fiscal Year Research-status Report
iPS細胞由来の原始下部消化管幹細胞を用いた培養下発がん研究系の開発
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26640089
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| Research Institution | National Cancer Center Japan |
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Principal Investigator |
武藤 倫弘 独立行政法人国立がん研究センター, がん予防・検診研究センター, 室長 (30392335)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | iPS細胞 / がん予防 / 発がん事象 / 3次元細胞培養 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は複雑な発がん過程を、正常細胞からの確率的な変化過程として捉え、in vitro環境下で実験的に再現可能かどうかを検証するものである。iPS細胞として樹立され、既に原始下部消化管幹細胞にまで分化誘導されていると推定される細胞集団を長期培養すること（平成26年度の達成目標）、さらに各種の変異誘発処理（化学発がん剤投与／放射線照射など）を行うことで、生体外培養環境下での発がんを、腫瘍学的各種実験が遂行可能なレベルの確率で起こしうる系を作成すること（平成27年度の達成目標）を目的としている。さらにこの培養実験系に各種の環境因子処理を加える事で、発がん確率を有意に下げること(平成27年度の達成目標)が可能か、の検討を行う。平成26年度では、まず連携研究者の研究室で原始下部消化管株細胞にまで分化過程を進めた細胞集団の分与を受け、通常培養条件や一部改変した条件下での長期培養を行った。その結果、2ヶ月以上の長期維持に成功した。維持培地におけるFBSなど生存に必須の因子を２因子明らかにした。長期維持による細胞分化度を評価するためのLRP5/6等のマーカーを3つ選別した。また、長期間の培養中、継代を重ねると形態変化が観察されたが、これらに於ける発がん事象を確認する実験系の確立がまだ不十分なまま本年度が終了した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成26年度の達成目標（マイルストーン）は１）分化誘導済みの原始下部消化管幹細胞集団を分与・入手後、まずは一ヶ月以上の長期維持の達成 ２）培養条件や、組成や環境を一部改変した環境下で長期培養した時に、発がん事象が確認できる事、である。以下に各項目の達成度と課題（遅れている理由）を述べる。
１）2ヶ月以上の長期維持を達成した。維持培地におけるFBSなど生存に必須の因子を２因子明らかにした。長期維持による細胞分化度を評価するためにLRP5/6等のマーカーを選別し、現在経時的にRNAサンプルを回収中である。また、3次元における形態変化評価および分化のpositive controlサンプルを得るためにAir-liquid interface culture （半乾燥3次元培養法）を習得した。
２）長期間の培養中、継代を重ねると形態変化が観察される。これらに於ける発がん事象を確認する実験系の確立がまだ不十分である。分化誘導済みの原始下部消化管幹細胞の接触依存性増殖阻害や免疫不全動物への細胞移植ができない事など、いくつかの現時点に於ける細胞の非腫瘍性は確認している。また、大腸がん発がんの初期過程で変化するWnt/eta-cateninシグナル伝達系をレポーター遺伝子発現系によって評価する実験系を立ち上げた。
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| Strategy for Future Research Activity |
項目１１に示したように、分化誘導済みの原始下部消化管幹細胞集団の長期培養実験系の確立は順調に進んでいるが、これらに於ける発がん事象の確認方法を引き続き確立する必要がある。このため、i)コロニー作成やポリープ類似な立体構造の構築といった培養細胞形態観察レベルの肉眼視確認や ii）大腸がん分子マーカー発現iii）大腸がん発がんの初期過程であるWnt/eta-cateninシグナル伝達系のレポーター遺伝子発現系による評価を計画している。ポリープ類似な立体構造の構築といった培養細胞形態観察のためには、Air-liquid interface cultureが利用できると考えている。iii) TOP/FOPレポーター遺伝子アッセイによりWnt/eta-cateninシグナル伝達系の発現がどのように分化誘導済みの原始下部消化管幹細胞において変化するかを現在検討中である。十分に検討できたならば、Tcf/LEF転写調節配列の下流にGFP蛍光蛋白質を組み込んだレポータープラスミドを作成する予定である。
平成27年度からはより高頻度／高確率に人為的処理下での発がん事象を起こすべく、化学発がん剤投与／放射線照射による確率向上を試みる予定である。またこれと共に、がん化学予防剤などの添加によって逆に発がん事象頻度減少が可能かどうか（発がん予防が可能かどうか）の検証も行っていく。
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| Causes of Carryover |
項目１１に示したように、現在までの達成度は、やや遅れている。遅れた分（発がん事象の確認）の使用予定額を平成27年度に用いる事により十分に遅れは取り戻せると考えている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究は発がん再現培養実験と発がん事象確認実験よりなっており、本年度も並立的な研究費を使用することが推測されるが、進展や検証内容に依って、その使用用途は幾分変動することが予想される。各実験項目遂行に必要な実際の試薬や消耗品の利用度合に応じて、柔軟に経費を使用していく予定である。尚、使用計画において、「設備備品費」、「旅費」、又は「人件費•謝金等」の経費が全体の90%を超えることは無い。使用計画としては、培養関係経費（332,398円）を予定している。
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[Journal Article] Sesamol suppresses cyclooxygenase-2 transcriptional activity in colon cancer cells and modifies intestinal polyp development in ApcMin/+ mice.2014
Author(s)
Shimizu S, Fujii G, Takahashi M, Nakanaishi R, Komiya M, Shimura M, Noma N, Onuma W, Terasaki M, Yano T, Mutoh M.
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Journal Title
J Clin Biochem Nutr
Volume: 54
Pages: 95-101
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Pancreatic fatty infiltration serves as a risk factor for pancreatic cancer, independently of obesity and diabetes.2014
Author(s)
Hori M, Takahashi M, Hiraoka N, Yamaji T, Mutoh M, Ishigamori R, Furuta K, Okusaka T, Shimada K, Kosuge T, Kanai Y and Nakagama H.
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Journal Title
Clin Transl Gastroenterol
Volume: 5
Pages: e53
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The preventive effects of low-dose enteric-coated aspirin tablets on the development of colorectal tumours in Asian patients: a randomised trial2014
Author(s)
Ishikawa H, Mutoh M, Suzuki S, Tokudome S, Saida Y, Abe T, Okamura S, Tajika M, Joh T, Tanaka S, Kudo S, Matsuda T, Iimuro M, Yukawa T, Takayama T, Sato Y, Lee K, Kitamura S, Mizuno M, Sano Y, Gondo N, Sugimoto K, Kusunoki M, Goto C, Matsuura N, Sakai T, Wakabayashi K.
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Journal Title
Gut
Volume: 63
Pages: 1755-1759
DOI
Peer Reviewed
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