オルガノイド培養による胆道・膵臓腫瘍細胞バンクの構築と個別化治療への応用

• 研究課題/領域番号: 17H03592
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 腫瘍診断学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 齋藤 義正 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 准教授 (90360114)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円); 2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円); 2017年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 胆道がん / 膵臓がん / オルガノイド / ドラッグ・リポジショニング / 抗真菌薬 / 胆道・膵臓がん / ドラッグリポジショニング / 既存薬 / オルガノイド培養 / 個別化治療 / がんの個性診断

研究成果の概要

本研究では、複数の胆道・膵臓がんの患者より提供されたがん組織を用いてオルガノイドを樹立し、1年以上にわたり安定的に培養・維持することに成功した。
これらの胆道・膵臓がんオルガノイドを用いて、遺伝子発現や遺伝子変異などを解析し、SOX2、KLK6、CPB2遺伝子の発現が、胆道・膵臓がん患者の予後を予測する新たなバイオマーカーとなる可能性を見出した。
さらに、既存薬ライブラリーを用いたスクリーニングを行ったところ、アモロルフィンやフェンチコナゾールなどの抗真菌薬がヒット化合物の中に含まれており、これらの薬剤が胆道がんや膵臓がんを効率的に抑制する新たな予防・治療薬の候補になると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この研究成果についてプレスリリースを行なったところ、非常に大きな反響があり、多くの末期胆道がんの患者さんより、手紙やメールなどで直接問い合わせがあった。いずれも現行の治療で効果がなく、抗真菌薬の投与を試してみたい、または、もし治験が始まっているのであれば、是非エントリーしたいとのことであった。今後は、今回のスクリーニングにより特定された抗真菌薬や脂質異常症治療薬を基盤とした低分子化合物に関する基礎研究をさらに進め、動物実験、非臨床Proof of Concept (POC) の取得、医師主導治験を経て、可能な限り早く、胆道・膵臓がんに対する新たな治療薬の創出につなげていきたいと考えている。

研究成果

• [国際共同研究] Olivia Newton-John Institute(オーストラリア)
• [国際共同研究] Medical University of Vienna(オーストリア)
• [雑誌論文] Establishment of Patient-Derived Organoids and Drug Screening for Biliary Tract Carcinoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Muramatsu T, Kanai Y, Ojima H, Sukeda A, Hiraoka N, Arai E, Sugiyama Y, Matsuzaki J, Uchida R, Yoshikawa N, Furukawa R, Saito H.
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 27 号: 4 ページ: 1265-1276
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2019.03.088
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genomic Profiling of Biliary Tract Cancer Cell Lines Reveals Molecular Subtypes and Actionable Drug Targets. (2019)
  • 著者名/発表者名: Lau DK, Mouradov D, Wasenang W, Luk IY, Scott CM, Williams DS, Yeung YH, Limpaiboon T, Iatropoulos GF, Jenkins LJ, Reehorst CM, Chionh F, Nikfarjam M, Croagh D, Dhillon AS, Weickhardt AJ, Muramatsu T, Saito Y, Tebbutt NC, Sieber OM, Mariadason JM.
  • 雑誌名: iScience 巻: 21 ページ: 624-637
  • DOI: 10.1016/j.isci.2019.10.044
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Generation of human hepatic progenitor cells with regenerative and metabolic capacities from primary hepatocytes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Katsuda T, Matsuzaki J, Yamaguchi T, Yamada Y, Prieto-Vila M, Hosaka K, Takeuchi A, Saito Y, Ochiya T.
  • 雑誌名: Elife 巻: 8
  • DOI: 10.7554/elife.47313
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Establishment of an organoid bank of biliary tract and pancreatic cancers and its application for personalized therapy and future treatment. (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Y.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology and Hepatology 巻: 34 号: 11 ページ: 1906-1910
  • DOI: 10.1111/jgh.14773
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Glucose Depletion Enhances the Stem Cell Phenotype and Gemcitabine Resistance of Cholangiocarcinoma Organoids through AKT Phosphorylation and Reactive Oxygen Species. (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa N, Saito Y, Manabe H, Nakaoka T, Uchida R, Furukawa R, Muramatsu T, Sugiyama Y, Kimura M, Saito H.
  • 雑誌名: Cancers 巻: 11 号: 12 ページ: 1993-1993
  • DOI: 10.3390/cancers11121993
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Circulating microRNA-1246 as a possible biomarker for early tumor recurrence of hepatocellular carcinoma. (2019)
  • 著者名/発表者名: Chuma M, Toyoda H, Matsuzaki J, Saito Y, Kumada T, Tada T, Kaneoka Y, Maeda A, Yokoo H, Ogawa K, Kamiyama T, Taketomi A, Matsuno Y, Yazawa K, Takeda K, Kunisaki C, Ogushi K, Moriya S, Hara K, Nozaki A, Kondo M, Fukuda H, Numata K, Tanaka K, Maeda S, Sakamoto N.
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 49 号: 7 ページ: 810-822
  • DOI: 10.1111/hepr.13338
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Establishment of patient-derived organoids and drug screening for biliary tract carcinoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Yoshimasa, Muramatsu Toshihide, Kanai Yae, Ojima Hidenori, Sukeda Aoi, Hiraoka Nobuyoshi, Arai Eri, Sugiyama Yuko, Matsuzaki Juntaro, Uchida Ryoei, Yoshikawa Nao, Furukawa Ryo, Saito Hidetsugu
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Epigenetic silencing of Lgr5 induces senescence of intestinal epithelial organoids during the process of aging (2019)
  • 著者名/発表者名: Uchida Ryoei、Saito Yoshimasa、Nogami Kazuki、Kajiyama Yohei、Suzuki Yukana、Kawase Yasuhiro、Nakaoka Toshiaki、Muramatsu Toshihide、Kimura Masaki、Saito Hidetsugu
  • 雑誌名: npj Aging and Mechanisms of Disease 巻: 5 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1038/s41514-019-0035-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vonoprazan-Based Third-Line Therapy Has a Higher Eradication Rate against Sitafloxacin-Resistant Helicobacter pylori (2019)
  • 著者名/発表者名: Saito Yoshimasa、Konno Kaho、Sato Moeka、Nakano Masaru、Kato Yukako、Saito Hidetsugu、Serizawa Hiroshi
  • 雑誌名: Cancers 巻: 11 号: 1 ページ: 116-116
  • DOI: 10.3390/cancers11010116
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] CAPZA1 determines the risk of gastric carcinogenesis by inhibiting Helicobacter pylori CagA-degraded autophagy (2019)
  • 著者名/発表者名: Tsugawa H., Mori H., Matsuzaki J., Sato A., Saito Y., Imoto M., Suematsu M., Suzuki H.
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 15 号: 2 ページ: 242-258
  • DOI: 10.1080/15548627.2018.1515530
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nrf2-mediated anti-oxidant effects contribute to suppression of non-alcoholic steatohepatitis-associated hepatocellular carcinoma in murine model (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada Shoji、Kimura Masaki、Saito Yoshimasa、Saito Hidetsugu
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ 巻: 63 号: 2 ページ: 123-128
  • DOI: 10.3164/jcbn.17-125
  • NAID: 130007480019
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dual effects of the Nrf2 inhibitor for inhibition of hepatitis C virus and hepatic cancer cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami Y, Sugiyama K, Ebinuma H, Nakamoto N, Ojiro K, Chu PS, Taniki N, Saito Y, Teratani T, Koda Y, Suzuki T, Saito K, Fukasawa M, Ikeda M, Kato N, Kanai T, Saito H.
  • 雑誌名: BMC Cancer. 巻: 3 号: 1 ページ: 680-680
  • DOI: 10.1186/s12885-018-4588-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Bile acid metabolism regulated by the gut microbiota promotes non-alcoholic steatohepatitis-associated hepatocellular carcinoma in mice. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Takashina Y, Watanabe M, Nagamine R, Saito Y, Kamada N, Saito H.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 9 号: 11 ページ: 9925-9939
  • DOI: 10.18632/oncotarget.24066
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Induction of differentiation of intrahepatic cholangiocarcinoma cells to functional hepatocytes using an organoid culture system (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito Yoshimasa、Nakaoka Toshiaki、Muramatsu Toshihide、Ojima Hidenori、Sukeda Aoi、Sugiyama Yuko、Uchida Ryoei、Furukawa Ryo、Kitahara Aya、Sato Toshiro、Kanai Yae、Saito Hidetsugu
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 2821-2821
  • DOI: 10.1038/s41598-018-21121-6
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gut microbiota-mediated generation of saturated fatty acids elicits inflammation in the liver in murine high-fat diet-induced steatohepatitis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Kamada N, Amiya T, Nakamoto N, Nakaoka T, Kimura M, Saito Y, Ejima C, Kanai T, Saito H.
  • 雑誌名: BMC Gastroenterology 巻: 17 号: 1 ページ: 136-136
  • DOI: 10.1186/s12876-017-0689-3
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Aberrant DNA Methylation as a Biomarker and a Therapeutic Target of Cholangiocarcinoma. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakaoka T, Saito Y, Saito H.
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Science 巻: 18 号: 6 ページ: 1111-1111
  • DOI: 10.3390/ijms18061111
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cluster microRNAs miR-194 and miR-215 suppress the tumorigenicity of intestinal tumor organoids. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakaoka T, Saito Y, Shimamoto Y, Muramatsu T, Kimura M, Kanai Y, Saito H.
  • 雑誌名: Cancer Sci, 巻: 108 号: 4 ページ: 678-684
  • DOI: 10.1111/cas.13165
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A new 3D co-culture model of intrahepatic cholangiocarcinoma organoids and hepatic stellate cells in a microfluidic device. (2019)
  • 著者名/発表者名: 須田雄大、齋藤義正、齋藤英胤
  • 学会等名: 第78回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Organoid培養法により樹立した腸管上皮幹細胞に対するNMN (Nicotinamide mononucleotide) による抗老化効果の検討 (2019)
  • 著者名/発表者名: 野上和幹、内田諒英、梶山洋平、鈴木裕佳水、齋藤義正、木村真規、齋藤英胤
  • 学会等名: 第19回日本抗加齢医学会総会
• [学会発表] オルガノイド培養による難治性がんの前臨床モデルの確立と創薬研究への応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 義正， 村松 俊英，齋藤 英胤
  • 学会等名: 第105回日本消化器病学会総会
• [学会発表] オルガノイド培養による難治性がんの前臨床モデルの構築とその創薬への応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 齋藤義正
  • 学会等名: 細胞アッセイ研究会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Establishment and long-term in vitro culture of organoids derived from human biliary tract carcinomas (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito Yoshimasa, Muramatsu Toshihide, Sugiyama Yuko, Uchida Ryoei, Furukawa Ryo, Yoshikawa Nao, Kimura Masaki, Saito Hidetsugu
  • 学会等名: Annual Meeting of American Association for Cancer Research (AACR) 2018
  • 国際学会
• [学会発表] Establishment of preclinical models for refractory cancers by organoid culture and its application for drug discovery (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito Yoshimasa
  • 学会等名: 2018 International Meeting on 22nd MDO and 33rd JSSX
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Establishment of an organoid bank of biliary tract and pancreatic cancers and its application for personalized therapy (2018)
  • 著者名/発表者名: Saito Yoshimasa
  • 学会等名: Asian Pacific Digestive Week 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 肝内胆管がんオルガノイドの樹立と分化誘導による肝細胞性の獲得 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋藤義正、中岡俊哉、村松俊英、杉山優子、木村真規、齋藤 英胤
  • 学会等名: 第104回日本消化器病学会総会
• [学会発表] 胆道系悪性腫瘍由来オルガノイドの長期培養と創薬研究への応用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 齋藤義正、齋藤英胤
  • 学会等名: 第54回日本肝臓学会総会
• [学会発表] Intrahepatic cholangiocarcinoma cells can be converted into functional hepatocytes by inhibition of Wnt signaling pathway. (2017)
  • 著者名/発表者名: Saito Y, Nakaoka T, Muramatsu T, Kimura M, Saito H.
  • 学会等名: American Association for Cancer Research (AACR) Annual Meeting 2017
  • 国際学会
• [学会発表] オルガノイド培養技術を用いたがん研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 義正、中岡 哉彰、村松 俊英、木村 真規、齋藤 英胤
  • 学会等名: 第17回日本抗加齢医学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] オルガノイド培養技術による難治性がんのin vitroモデルの構築と創薬研究への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 義正
  • 学会等名: 第77回分析化学討論会
  • 招待講演
• [学会発表] 胆管がんオルガノイドにおける糖欠乏下での幹細胞性の増強 (2017)
  • 著者名/発表者名: 吉川 直、齋藤 義正、齋藤 英胤
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [学会発表] DNAメチル化阻害による抗ウイルス免疫応答の活性化を介した胆道がんオルガノイドの増殖抑制 (2017)
  • 著者名/発表者名: 古川 遼、齋藤 義正、齋藤 英胤
  • 学会等名: 第76回日本癌学会学術総会
• [備考] 慶應義塾大学プレスリリース
  • URL: https://www.keio.ac.jp/ja/press-releases/2019/4/24/28-52550/
• [備考] Keio Research Highlights
  • URL: https://research-highlights.keio.ac.jp/article/99/ancient-antiviral-response-could-help-treat-cancer
• [備考] がん幹細胞におけるエピゲノム異常を標的とした革新的な創薬研究
  • URL: https://www.youtube.com/watch?v=QgmysbH_6_A&t
• [産業財産権] 癌治療用医薬組成物 (2018)
  • 発明者名: 齋藤 義正、齋藤 英胤、杉山 優子、村松 俊英
  • 権利者名: 学校法人慶應義塾
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018
• [産業財産権] 胆道癌オルガノイド又は膵臓癌オルガノイドの培養用培地 (2018)
  • 発明者名: 齋藤義正、金井弥栄、村松俊英
  • 権利者名: 齋藤義正、金井弥栄、村松俊英
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018