In vivoエレクトロポレーションを用いた新規マウス脳腫瘍モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 16K07125
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 腫瘍生物学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 大西 伸幸 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 訪問研究員 (40534540)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: マウス脳腫瘍モデル / In vivoエレクトロポレーション / piggyBacシステム / 神経幹細胞

研究成果の概要

効果的な治療法が確立されていない悪性脳腫瘍の分子基盤解明を目的に、マウス脳に直接がん遺伝子を導入して脳腫瘍を作製するin vivo発がんモデルの構築を目的とした。具体的には、ゲノム上に存在するトランスポゾン配列に目的配列を組み込むpiggyBacシステムとin vivoエレクトロポレーション法を組み合わせ、マウス脳内の神経幹細胞にがん遺伝子を導入したところ、高い細胞密度で周囲の脳実質に浸潤性に増殖し、不均質で悪性度の高い脳腫瘍を作製することができた。本モデルで作製した脳腫瘍で詳細な解析を行うことで、ヒト脳腫瘍の発がんおよび悪性化過程における分子基盤を明らかにしたいと考えている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

悪性脳腫瘍、特にグリオブラストーマ(glioblastoma multiforme: GBM)は原発性脳腫瘍のうち悪性度が最も高く、浸潤の早さから手術による全摘は困難とされており、平均生存期間は約1年と極めて予後不良な悪性腫瘍である。GBMは放射線・化学療法に抵抗性を持ち、効果的な治療は未だ確立されていない。GBMの性状を理解し、新たな治療戦略を考案するためには適切な発がんモデルの構築が必須である。本研究で構築したマウス脳腫瘍モデルは、ヒトGBMに酷似した特徴を有する脳腫瘍を簡便な方法で作製することができ、最も予後が悪く難治性のがんの一つであるGBMの治療を目指した研究を促進するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a functional thyroid model based on an organoid culture system. (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Onishi N, Takami H, Seishima R, Inoue H, Hirata Y, Kameyama K, Tsuchihashi K, Sugihara E, Uchino S, Ito K, Kawakubo H, Takeuchi H, Kitagawa Y, Saya H, Nagano O.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 497 号: 2 ページ: 783-789
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.02.154
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Activation of Transforming Growth Factor Beta 1 Signaling in Gastric Cancer-associated Fibroblasts Increases Their Motility, via Expression of Rhomboid 5 Homolog 2, and Ability to Induce Invasiveness of Gastric Cancer Cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishimoto T, Miyake K, Nandi T, Yashiro M, Onishi N, Huang KK, Joyce LN, Kalpana R, Tay ST, Suzuki Y, Cho BC, Kuroda D, Arima K, Izumi D, Iwatsuki M, Baba Y, Oki E, Watanabe M, Saya H, Hirakawa K, Baba H, Tan P.
  • 雑誌名: Gastroenterology 巻: in press 号: 1 ページ: 191-204
  • DOI: 10.1053/j.gastro.2017.03.046
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Simvastatin-Induced Apoptosis in Osteosarcoma Cells: A Key Role of RhoA-AMPK/p38 MAPK Signaling in Antitumor Activity. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kamel WA, Sugihara E, Nobusue H, Yamaguchi-Iwai S, Onishi N, Maki K, Fukuchi Y, Matsuo K, Muto A, Saya H, Shimizu T.
  • 雑誌名: Molecular Cancer Therapeutics 巻: 16 号: 1 ページ: 182-192
  • DOI: 10.1158/1535-7163.mct-16-0499
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The EGF receptor promotes the malignant potential of glioma by regulating amino acid transport system xc(-) (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuchihashi K, Okazaki S, Ohmura M, Ishikawa M, Sampetrean O, Onishi N, Wakimoto H, Yoshikawa M, Seishima R, Iwasaki Y, Morikawa T, Abe S, Takao A, Shimizu M, Masuko T, Nagane M, Furnari FB, Akiyama T, Suematsu M, Baba E, Akashi K, Saya H, Nagano O.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: in press 号: 10 ページ: 2954-2963
  • DOI: 10.1158/0008-5472.can-15-2121
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Tumour resistance in induced pluripotent stem cells derived from naked mole-rats (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyawaki S, Kawamura Y, Oiwa Y, Shimizu A, Hachiya T, Bono H, Koya I, Okada Y, Kimura T, Yoshihiro Tsuchiya, Suzuki S, Onishi N, Kuzumaki N, Matsuzaki Y, Narita M, Ikeda E, Okanoya K, Seino K, Saya H, Okano H & Miura K
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 7 号: 1 ページ: 11471-11471
  • DOI: 10.1038/ncomms11471
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] In vivoエレクトロポレーションを用いたマウス発がんモデルならびに簡便な遺伝子改変マウス作製法の開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 大西 伸幸、大塚 正人、佐藤 正宏、佐谷 秀行
  • 学会等名: 第77回 日本癌学会学術総会
• [学会発表] Development of novel mouse brain tumor model using in vivo electroporation and piggyBac system (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Onishi, Hideyuki Saya
  • 学会等名: 第75回 日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2016-10-06
• [学会発表] In vivoエレクトロポレーションを用いた新規マウス脳腫瘍モデルの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大西 伸幸
  • 学会等名: 平成28年度新学術領域研究「学術研究支援基盤形成【先端モデル動物支援プラットフォーム】」若手支援技術講習会
  • 発表場所: 蓼科グランドホテル滝の湯（長野）
  • 年月日: 2016-09-14
• [学会発表] In vivoエレクトロポレーションを用いた新規マウス脳腫瘍モデルの開発ならびに性状解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大西 伸幸、佐谷 秀行
  • 学会等名: 第4回 がんと代謝研究会
  • 発表場所: かごしま県民交流センター（鹿児島）
  • 年月日: 2016-07-07
• [学会発表] In vivoエレクトロポレーションを用いた新規マウス脳腫瘍モデルの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大西 伸幸、佐谷 秀行
  • 学会等名: 第43回 BMSコンファレンス (BMS2016)
  • 発表場所: ホテル ニューアカオ（静岡）
  • 年月日: 2016-07-04
• [学会発表] Development of mouse brain tumor model using in vivo electroporation and piggyBac system (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Onishi, Hideyuki Saya
  • 学会等名: 第14回 幹細胞シンポジウム
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫）
  • 年月日: 2016-05-20