Identification and functional analysis of singularity cells on intratumoral heterogeneity

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Singularity biology
• Project/Area Number: 19H05427
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 山口 知也 熊本大学, 大学院先導機構, 准教授 (70452191)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 腫瘍内不均一性 / 肺がん / シンギュラリティ / ROR1 / がん幹細胞

Outline of Annual Research Achievements

肺腺がんは病理像から不均一な細胞集団であると予想されるが、癌発生のはじまりは何であるのか、何を起点に癌が発生し、いかなる臨界点を超えると不均一な細胞の集団形成が認められるのか、など未だ不明な点が多い。本研究では、臨床反映性の高い肺腺がんオルガノイド、及び遺伝子改変肺腺がん発症モデルマウス腫瘍の確立、及び継時的解析を行い、多様性が生み出される特異点を探るとともに、がん幹細胞を起点として生み出される多様性について、構築されたモデルに精緻なマルチオミクス一細胞解析を行い、シンギュラリティ細胞としてのがん幹細胞の同定、及び亜細胞集団創出におけるシンギュラリティ現象の全貌の解明を目指している。
これまでの研究結果から、様々な癌で発現が認められるROR1が、肺腺がん腫瘍内で不均一な発現を示し、ROR1陽性細胞は非常に高い癌原性を持つことを見出した。さらに興味深いことに、ROR1陽性細胞から再構成された腫瘍は、再びROR1の腫瘍内不均一性を示し、元の腫瘍と似た階層性を持つ病理像を示すことが判明した。また、遺伝子変異情報や他固形がんオルガノイド培養法、及び正常肺器官培養法の報告からニッチファクターや培養条件を検討し、in vitroで生体内の組織を模倣する技術であるオルガノイド培養モデル化を行ったところ、作製した肺がんオルガノイドは、細胞に極性が現れ、管腔構造を持った進展形態、ムチン様物質を貯留する細胞を含む分化形態を示す肺がん腫瘍を模倣することに成功し、このような肺がんオルガノイドにおいてもROR1の発現は不均一であることが明らかとなった。さらに、ROR1の発現抑制がオルガノイド形成阻害を引き起こすことや、抗がん剤の感受性を上昇するという結果も得られており、腫瘍内不均一性においてROR1陽性細胞が進展における非常に重要なキープレイヤーとなることが強く示唆された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。