2019 Fiscal Year Annual Research Report
singularity in normal stroma at emergence of cancer cells
Publicly Offered Research
| Project Area | Singularity biology |
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| Project/Area Number |
19H05432
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
昆 俊亮 東京理科大学, 研究推進機構生命医科学研究所, 講師 (70506641)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シンギュラリティ / 細胞競合 / がん間質化 / 生体内イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腫瘍組織は特殊な微小環境が整備されており、がん細胞によって教育された間質細胞が腫瘍進展に有利に作用する。しかしながら、がん細胞が基底膜を通過し間質内へと浸潤したとき、すなわちがん細胞が正常間質細胞と初めて接触した際にどのような相互作用が生じるかはよく分かっていない。我々の予備的結果より、正常間質組織は本来抗腫瘍的な場であり、Ras単独変異など比較的悪性度の低い変異細胞は排除されるのに対し、APC/Ras二重変異など悪性度の高い細胞は「シンギュラリティ細胞」として、正常間質からがん間質へと臨界現象をもたらすことを観察している。本年度は、悪性度の異なるがん細胞と正常間質細胞、具体的には正常線維芽細胞との間でどのような細胞間相互作用が生じるかを主に培養細胞を用いて解析した。まず、APC欠損と同様にWntシグナルを活性化するβ-cateninのN末欠損変異体を恒常的に発現する細胞株(β-catΔN細胞)とβ-cateninのN末欠損変異体を恒常的に発現し、かつテトラサイクリン依存的に活性化Ras変異を発現する細胞株を樹立し(β-catΔN/RasV12細胞)、正常線維芽細胞である NHDF細胞と1:50の比率で混合し、各々の細胞の挙動を観察した。RasV12細胞またはβ-catΔN/RasV12細胞を単独で培養したとき、変異細胞はコロニー状に経時的に増加し、β-catΔN/RasV12細胞をNHDF細胞と共培養した場合にも同様に生存、増殖した。しかしながら、RasV12細胞をNHDF細胞と共培養すると、変異細胞が肥大化していき、細胞増殖能が著しく低下し、明らかに性状変化している様子が観察された。このことから、NHDF細胞はRasV12細胞の増生を抑制する機能を有することが示唆され、Ras変異にβ-cateninの活性化変異をさらに負荷すると、この抑制効果が干渉されることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上記「研究実績の概要」に記載したとおり、本年度は主に培養細胞を用いた解析に注力して研究を進めたため、マウス個体を用いてのがん細胞と正常線維芽細胞との相互作用の様子をリアルタイムイメージングする研究計画が当初の予定に比べて遅れが生じた。その理由として、マウス腸管におけるがん細胞と線維芽細胞との相互作用を観察するために、我々の研究グループで作出したAPC欠損下で活性化Ras変異をモザイク誘導することによりde novo発がんするマウスモデル(APCmin-VillinCreERT2-RasV12マウス)と全身でDsRed2を発現するマウス(DsRed2 Tgマウス)とを掛け合わせる必要がある。つまり、４種類の遺伝子組み替え座をハイブリットに含有するマウスを選別する必要があったため、かなりの時間を労することとなった。現在は、APCmin-Villin-CreERT2-RasV12-DsRed2マウスのコロニー拡充が順調に進んでおり、2020年度にはこのマウスを使用した生体内イメージングを研究遂行できる環境が整っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度では、イヌ腎上皮由来の細胞であるMDCK細胞を用いてがん細胞と正常線維芽細胞との相互作用研究をin vitroにて行った。NHDF細胞はヒト肺由来正常線維芽細胞であるため、2020年度においてはヒト上皮由来で悪性度の異なるがん細胞を新たに樹立し、引き続き培養細胞を用いた解析を継続する。そのために、これまでにヒト正常上皮細胞の候補をいくつか培養しており、現在は適切な培養細胞株の選定を行なっている。また、各種がん遺伝子(β-catenin変異体やドキシサイクリン依存的に発現誘導する活性化K-Ras変異体)の発現ベクターについてはすでに作成済みであり、今後は悪性度の異なるがん変異細胞株の樹立を行う予定である。これらのがん変異細胞が樹立され次第、正常線維芽細胞との混合培養を行い、各々の細胞の挙動を詳細に観察する予定である。また、マウスでのリアルタイムイメージングを実施するために、これまでに予備的実験を複数回行ってきた。その結果、マウス腸管で単一のがん細胞が基底膜へとびまん性に浸潤する様子の静止画像を撮像することに成功している。今後は、長時間安定的な連続撮影が可能な実験条件の最適化を進める予定である。実験条件が確立できれば、世界で初めてとなるがん細胞が誕生する瞬間の様子を観察することが可能となり、将来的には高次の研究局面へと発展していく予定である。
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[Journal Article] GRP30-expressing gastric chief cells do not differentiate but are eliminated via PDK-dependent cell competition during development of metaplasia.2020
Author(s)
1.Hata M, Kinoshita H, Hayakawa Y, Konishi M, Tsuboi M, Oya Y, Hayata Y, Nakagawa H, Tateishi K, Fujiwara H, Hirata Y, Worthley DL, Muranishi Y, Furukawa T, Kon S, Tomita H, Wang TC, Koike K.
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Journal Title
Gastroenterology
Volume: 158
Pages: 1650-1666
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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