正常・腫瘍オルガノイドモデルを活用した胆道癌の高精度早期診断法の開発

• Project/Area Number: 21K07962
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 53010:Gastroenterology-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 加藤 博也 岡山大学, 大学病院, 准教授 (60619039)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 堤 康一郎 岡山大学, 大学病院, 助教 (40610910)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 胆道癌 / オルガノイド / microRNA / プロテオミクス / 診断マーカー / 治療標的 / 細胞外小胞 / エクソソーム

Outline of Research at the Start

胆管癌、胆嚢癌などの胆道癌はいまだ予後不良な疾患であり、新規診断・新規治療法の開発が急務である。
本研究の目的は、胆道由来の正常および腫瘍オルガノイドが分泌する細胞外小胞（EVs）中のmicroRNAやタンパク質のプロファイルを比較解析し、高精度で早期診断にも有用な胆道癌診断マーカーを同定することである。従来の2D培養やマウスモデルでは困難なアプローチであり、その成果は、癌幹細胞を標的とした治療開発や癌由来のEVsを選択的に捕捉するマーカーの同定にも発展でき、極めて有意義な研究になると考える。

Outline of Annual Research Achievements

まず、胆道の正常と腫瘍オルガノイド（KRAS/TP53変異）、それらの培養上清、培養上清から回収した細胞外小胞（EV）の計6種のサンプルに対して、microRNAやタンパク質の網羅的解析を行った。これら結果の比較により、今年度は腫瘍オルガノイドで有意に発現低下のみられたmiR-Aに着目し、このmiR-Aの胆道癌における意義や診断、治療標的としての可能性について検討した。1）胆嚢癌細胞株3種を用いたin vitroの実験で、miR-Aの過剰発現により、細胞増殖能や遊走能を抑制し、アポトーシスを誘導することが明らかとなった。2）細胞株のスフェロイド培養でも同様の増殖抑制効果が確認された。3）その標的遺伝子として、抗アポトーシス物質であるSurvivinが関与していることが明らかとなった。さらにオートファジー関連遺伝子の制御によるオートファジー阻害にも関与している可能性が示唆され、検討を行っていく。4）In vivo実験にて、miR-Aの局所投与により、抗腫瘍効果を認め、治療に応用できる可能性が示唆された。さらに、診断への応用も含め、検討していく。一方、EV中のタンパク質発現の比較にて、正常、腫瘍オルガノイド由来EVから、それぞれ156個、155個（共通152個）のタンパク質が同定された。EVマーカーである、CD9、CD63、CD81、TSG101も同定されており、サンプルの質は良好と考えられた。今後、腫瘍由来EVで高発現していたタンパク質に注目し、臨床検体での腫瘍マーカーとしての有用性を検討していく。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

網羅的解析から診断や治療標的となる候補マーカーをいくつか抽出でき、検証の段階へと進んでいるため

Strategy for Future Research Activity

診断や治療標的として有意義な分子の同定のため、引き続き、細胞株やオルガノイド、臨床検体を利用した検討、検証を進めていく。