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人為的がん組織構築による膵癌-間質相互作用の解明と制御

研究課題

研究課題/領域番号 19H03718
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分55010:外科学一般および小児外科学関連
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター (2020-2021)
東京大学 (2019)

研究代表者

関根 圭輔  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (00323569)

研究分担者 谷口 英樹  東京大学, 医科学研究所, 教授 (70292555)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2020年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2019年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワードオルガノイド / 癌 / 膵癌
研究開始時の研究の概要

申請者らは、これまでに間質を伴う正常組織の人為的再構成法を基盤とし、日本人膵癌患者より分離したプライマリ膵癌細胞を用いて、膵癌微小環境を再現可能なヒトプライマリ膵癌オルガノイド作製法を開発した。ヒトプライマリ膵癌オルガノイドは高い抗癌剤耐性を示すことから、膵癌患者の高い治療抵抗性を再現するための手法を確立したといえる。
本研究では、膵癌の進展に必須と考えられる膵癌細胞と間質の相互作用を、申請者らが開発したヒトプライマリ膵癌オルガノイドを用いた人為的な癌間質の操作とその特性解析、独自のシングルセルレベルでの解析手法により明らかにし、膵癌制圧のための膵癌細胞-間質相互作用の制御を試みる。

研究成果の概要

本研究では、膵癌細胞-間質相互作用を明らかにすることを目的にin vivoでの空間的オミックス解析を行った。さらに、臨床検体からプライマリ細胞を樹立し、樹立したプライマリ細胞に対するシングルセルレベルの網羅的遺伝子発現解析を実施した。これらのデータを統合的したインフォマティックス解析を実施することで転写因子ネットワークや細胞間相互作用に関わるリガンド-レセプター解析、細胞内シグナルネットワーク解析を実施し、膵癌細胞-間質相互作用に関与すると考えられる転写因子ネットワークの同定と複数の膵癌細胞-間質相互作用の候補分子の同定に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

膵癌は極めて予後の悪い難治癌であり、本邦では肝癌を抜いて第4位となっており、2030年までには第2位となるとの予測もあるなど、予後の改善に向けた開発が社会的要求が高いといえる。本研究では膵癌の進展に必須と考えられる膵癌細胞と間質の間におこる相互作用に関与すると考えられる転写因子ネットワークの同定と複数の膵癌細胞-間質相互作用の候補分子の同定に成功した。今後これらの分子を標的とした機能解析と創薬開発により、膵癌の予後改善に貢献する可能性が期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 9件) 図書 (1件) 産業財産権 (7件) (うち外国 4件)

  • [国際共同研究] Technical University of Munich/Max Planck Inst for Evo Anthropol/Ulm University Hospital(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich/Inst Mol Clin Ophthalmology Basel(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] High temporal resolution proteome and phosphoproteome profiling of stem cell-derived hepatocyte development2022

    • 著者名/発表者名
      Krumm J, Sekine K, Samaras P, Brazovskaja A, Breunig M, Yasui R, Kleger A, Taniguchi H, Wilhelm M, Treutlein B, Camp JG, Kuster B
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 38 号: 13 ページ: 110604-110604

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110604

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Robust parameter design of human induced pluripotent stem cell differentiation protocols defines lineage-specific induction of anterior-posterior gut tube endodermal cells.2021

    • 著者名/発表者名
      Yasui R, Sekine K, Yamaguchi K, Furukawa Y, Taniguchi H
    • 雑誌名

      Stem Cells

      巻: 39 号: 4 ページ: 429-442

    • DOI

      10.1002/stem.3326

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Clever Experimental Designs: Shortcuts for Better iPSC Differentiation.2021

    • 著者名/発表者名
      Yasui R, Sekine K, Taniguchi H.
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 10 号: 12 ページ: 3540-3540

    • DOI

      10.3390/cells10123540

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Human Organoid and Supporting Technologies for Cancer and Toxicological Research2021

    • 著者名/発表者名
      Sekine K
    • 雑誌名

      Frontiers in Genetics

      巻: 12 ページ: 759366-759366

    • DOI

      10.3389/fgene.2021.759366

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of PDX‐derived salivary adenoid cystic carcinoma cell lines using organoid culture method2020

    • 著者名/発表者名
      Takada Kentaro、Aizawa Yoshihiro、Sano Daisuke、Okuda Ryo、Sekine Keisuke、Ueno Yasuharu、Yamanaka Shoji、Aoyama Jun、Sato Kaname、Kuwahara Tatsu、Hatano Takashi、Takahashi Hideaki、Arai Yasuhiro、Nishimura Goshi、Taniguchi Hideki、Oridate Nobuhiko
    • 雑誌名

      International Journal of Cancer

      巻: 148 号: 1 ページ: 193-202

    • DOI

      10.1002/ijc.33315

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Generation of human induced pluripotent stem cell-derived liver buds with chemically defined and animal origin-free media2020

    • 著者名/発表者名
      Sekine K, Ogawa S, Tsuzuki S, Kobayashi T, Ikeda K, Nakanishi N, Takeuchi K, Kanai E, Otake Y, Okamoto S, Kobayashi T, Takebe T, Taniguchi H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 17937-17937

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73908-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Robust detection of undifferentiated iPSC among differentiated cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Sekine K, Tsuzuki S, Yasui R, Kobayashi T, Ikeda K, Hamada Y, Kanai E, Camp JG, Treutlein B, Ueno Y, Okamoto S, Taniguchi H.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 10(1) 号: 1 ページ: 10293-10293

    • DOI

      10.1038/s41598-020-66845-6

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Recapitulating pancreatic cancer ecosystems by multicellular cancer organoid cultures.2022

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がんエコシステム解明に向けた患者由来癌モデルの構築2021

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      講演会:新しい治療法の開発を目指す患者由来がんモデル
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] がんオルガノイドを用いたゲノム編集とその可能性2021

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      第11回がん新薬開発合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multicellular cancer organoid recapitulating cancer ecosystem using patient-derived pancreatic cancer cells2021

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Elucidation and control of cancer ecosystem using artificial cancer tissue.2020

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      The 79th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generation of human liver using iPS cells for regenerative therapies2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      American Association for the Study of Liver Diseases(AASLD)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Generation of functional human liver from pluripotent stem cell.2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      26th East Asia Joint Symposium on Biomedical Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multicellular cancer organoid cultures for recapitulating cancer ecosystems2019

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      The 78th Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Recapitulating pancreatic cancer ecosystems by multicellular cancer organoid cultures based on patient-derived cancer cells2019

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      患者由来がんモデル
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] 患者由来がんモデルを用いたがん研究実践ガイド、佐々木博己/編2019

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 総ページ数
      294
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122429
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 未分化細胞の分化抵抗性評価法2020

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 多能性幹細胞からの立体臓器の構築2020

    • 発明者名
      谷口英樹、武部貴則、関根圭輔
    • 権利者名
      谷口英樹、武部貴則、関根圭輔
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-557347
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 再構成癌組織を用いた薬剤評価方法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹、上野康晴、奥田諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹、上野康晴、奥田諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 上皮間葉転換関連分子を用いた癌評価法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹、上野康晴、奥田諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹、上野康晴、奥田諒、森永聡一郎、宮城洋平
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 未分化細胞検出法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹、安居良太
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹、安居良太
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-207002
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 未分化マーカー遺伝子高感度検出法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹、安居良太、松井貴香
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹、安居良太、松井貴香
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-207004
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 未分化細胞検出法2019

    • 発明者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 権利者名
      関根圭輔、谷口英樹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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