Elucidation of molecular mechanism of cancer stem cell niche at the very early stage aiming at cancer prevention
| Project/Area Number |
19K22557
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 50:Oncology and related fields
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
後藤 典子 金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (10251448)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | inflammation / precancerous tissues / NFkappaB / breast cancer / FRS2 / 超早期がん / がん幹細胞 / 微小環境 / 炎症 |
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| Outline of Research at the Start |
がんを予防し超早期に治療できれば、がんを根治することが期待されるものの、超早期の乳がん細胞が増殖を開始する分子機構が不明のため、予防法、超早期治療法は未だ存在しない。応募者は最近、前がん状態の乳腺前駆細胞がサイトカインを多く放出して炎症性の微小環境を作り、これが「超早期がん幹細胞ニッチ」としてがん幹細胞の増殖を開始させることをつきとめた。本研究では、応募者の作出した乳がんの独創的マウスモデルと、患者由来検体の培養と移植モデルを解析し、この超早期がん幹細胞ニッチの分子機構を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
MMTV-HER2マウスとMMTV-HER2/ Frs2beta-/-マウスの前がん乳腺組織を取り出してスフェロイド培養を行い、トランスクリプトーム解析を行った。Gene set enrichment analysis (GSEA)の結果、MMTV-HER2乳腺スフェロイドにおいて炎症パスウエイの濃縮がみられ、発現レベルがMMTV-HER2＞ MMTV-HER2/ Frs2beta-/-となる遺伝子のトップリストに多くのサイトカインが見られ、そのうちでもIGF1とCXCL12が重要な役割を果たすことがわかった。さらに、前がん乳腺luminal細胞中で、ErbB2が局在するearly endosomeにFRS2betaとNEMO/IKKgammaが共局在し、NFkappaBを活性化することがわかった。これは、NFkappaBを活性化する新たなメカニズムである。このことによってサイトカインが多く産生され、炎症性の微小環境が構築されることがわかった。ヒトがんでも、超早期のDoctal carcinoma in situ (DIC)の段階の一群にErbB2が強く発現していることが知られている。ここで、FRS2betaが引き金となってNFkappaBが活性化し、慢性炎症様の変化が起きていることが示唆された。
FRS2betaは、腫瘍細胞内ではがん幹細胞に発現していることも示唆されている。FRS2betaは、バイオマーカーとして利用可能かもしれない。今後、臨床応用へ向けて、さらなる解析を行う。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
FRS2betaの乳腺細胞での発現の細胞染色による解析、がん組織内のがん間質細胞量のSMAの染色による解析、移植したがんのtumor initiating ability解析、前がん乳腺内のIGF1, CXCL12の発現の免疫組織染色による解析など、膨大なデータを再解析、定量化、統計処理を行い、ハイインパクトジャーナルのクライテリアにあうデータの作成を行い、論文を投稿した。リバイズとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
リバイズで要求された以下の実験を行っている。腫瘍細胞内でIGF1またはCXCL12をノックダウンした状態で移植を行い、腫瘍細胞から産生されるIGF1やCXCL12の寄与を確認する。腫瘍細胞を通常の皮下に移植した際の腫瘍形成の有無を調べる。NFkappaB阻害剤を複数使用し、IGF1やCXCL12がNFkappaB依存的に産生されることを確認する。前がん乳腺のIGF1とCXCL12を別な抗体で再度染色を行い、これまでのデータを確かめる。NFkappaBの活性化を確認するため、IKKbetaまたはTAK1の局在を調べる。
予後が悪いトリプルネガティブタイプのPDXモデルを用いる。腫瘍細胞を乳腺部位に移植して数日以内の乳腺組織を取り出す。乳腺細胞、間質細胞に分離し、トランスクリプトーム解析、GSEA解析などのパスウエイ解析を行い、鍵分子候補を同定する。エピゲノム解析、メタボローム解析も組み合わせ、前駆細胞存在下にがん幹細胞の増殖を開始させる分子機構を解明する。得られた鍵分子候補については、ノックダウン、CRIPR/Cas9を用いたノックアウト、過剰発現の系などを用いて解析を進める。有望な分子については、評価するPDXモデルをふやし、がん予防もしくは超早期治療薬としての評価を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(34 results)
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[Journal Article] The CD44/COL17A1 pathway plays a vital role in the formation of transformed multi-layered epithelia2021
Author(s)
Kozawa K, Sekai M, Ohba K, Gotoh N, Tanino M, Tanaka S, Natsuga K, Soga T, Nakamura T, Yabuta Y, Saitou M, Itoh T, Matsuura K, Tsunoda M, Kikumori T, Iida T, Mizutani Y, Miyai Y, Enomoto A, Fujita Y.
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Journal Title
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] MCM10 compensates for Myc-induced DNA replication stress in breast cancer stem-like cells2021
Author(s)
Takahiko Murayama, Yasuto Takeuchi, Kaoru Yamawaki, Toyoaki Natsume, Mengjiao Li, Rojas-Chaverra N. Marcela, Yutaka Suzuki, Masato T. Kanemaki, Koji Okamoto, Arinobu Tojo, Noriko Gotoh, et al.
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Journal Title
Cancer Science
Volume: 112
Pages: 1209-1224
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Upregulation of S100A10 in metastasized breast cancer stem cells2020
Author(s)
Yanagi Hisano、Watanabe Takashi、Nishimura Tatsunori、Hayashi Takanori、Kono Seishi、Tsuchida Hitomi、Hirata Munetsugu、Kijima Yuko、Takao Shintaro、Okada Seiji、Suzuki Motoshi、Imaizumi Kazuyoshi、Kawada Kenji、Minami Hironobu、Gotoh Noriko、Shimono Yohei
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Journal Title
Cancer Science
Volume: 111
Pages: 4359-4370
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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