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腎癌幹細胞ニッチを掌握する解析基盤の構築とがん組織不均一性の理解

研究課題

研究課題/領域番号 19H03792
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56030:泌尿器科学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

田中 伸之  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (60445244)

研究分担者 大家 基嗣  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 教授 (00213885)
三上 修治  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (20338180)
小坂 威雄  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (30445407)
水野 隆一  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (60383824)
松本 一宏  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (80366153)
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
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワード腎細胞癌 / 分子標的治療 / 免疫治療 / イメージング / シークエンス / 免疫療法 / RNAシークエンス / ライトシート顕微鏡 / 腫瘍内不均一性 / 免疫微小環境 / 膨張顕微鏡法 / 循環腫瘍細胞 / がん組織不均一性
研究開始時の研究の概要

本研究は、先端の流体力学に基づく、血液中からの循環腫瘍細胞(CTC)濃縮システムを駆使し、腎がん分子標的治療患者からリアルタイムでCTC由来の癌幹細胞を回収し、シングルセルレベルで多層性解析を行う。得られる腎癌幹細胞トランスクリプトームを、ライトシート顕微鏡・膨張顕微鏡法により生体内で立体的に可視化し、治療耐性を促す癌幹細胞が生息するニッチ構造を3次元で明らかする。腫瘍内で混在するサブクローンや腫瘍免疫浸潤も全容を解明し、「がん組織多様性」克服の足掛かりとする。本研究は最終的に、癌幹細胞のオミックスデータや生息ニッチの位置・空間情報等、多角的なビックデータが閲覧可能なライブラリー構築を目指す。

研究成果の概要

本研究で我々は、癌幹細胞やその癌幹細胞が生息する「立体的な癌幹細胞ニッチ」の解明に必要な研究基盤を整備した。①マウス腫瘍由来の「細胞単離→シングルセルRNAシークエンス」プロトコールは、ヒト腫瘍でも応用可能と考える。マウス腫瘍を最新のICELL8 cx Single-Cell System を利用し、8000を超える細胞のシークエンスを実装した、②独自のイメージング技術:DIIFCO法を臨床組織で実装し、癌幹細胞が生息するニッチ構造を3次元で可視化した、③多重免疫染色法を駆使した最新のsingle-cell pathologyで、臨床の腎細胞癌免疫微小環境を1細胞レベルで可視化した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

癌幹細胞を頂点とする細胞階層性が紡ぎ出す「がん組織多様性」をいかに克服するか、これが近年の癌研究における課題である。分子標的治療・免疫療法後に生き永らえる癌細胞はどのクローン(癌幹細胞)に由来し、どこ(どのような癌微小環境)に生息するのであろうか?治療耐性を促す癌幹細胞が生息するニッチ構造を、3次元で明らかにすることは、癌根絶に繋がる糸口であり、社会的な波及効果は大きい。今後も新規イメージングの臨床応用を視野とした基盤整備を進めるが、本研究で得られるイメージング技術の知見は、最終的にシングルセルRNAシークエンスと融合するためのプロトコール開発に繋げ、癌幹細胞ニッチの同定に活用したいと考える。

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

    (14件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Unique characteristics of tertiary lymphoid structures in kidney clear cell carcinoma: prognostic outcome and comparison with bladder cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Masuda Tsukasa、Tanaka Nobuyuki、Takamatsu Kimiharu、Hakozaki Kyohei、Takahashi Ryohei、Anno Tadatsugu、Kufukihara Ryohei、Shojo Kazunori、Mikami Shuji、Shinojima Toshiaki、Kakimi Kazuhiro、Tsunoda Tatsuhiko、Aimono Eriko、Nishihara Hiroshi、Mizuno Ryuichi、Oya Mototsugu
    • 雑誌名

      Journal for ImmunoTherapy of Cancer

      巻: 10 号: 3 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1136/jitc-2021-003883

    • 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] Multiplexed single-cell pathology reveals the association of CD8 T-cell heterogeneity with prognostic outcomes in renal cell carcinoma2021

    • 著者名/発表者名
      Murakami Tetsushi、Tanaka Nobuyuki、Takamatsu Kimiharu、Hakozaki Kyohei、Fukumoto Keishiro、Masuda Tsukasa、Mikami Shuji、Shinojima Toshiaki、Kakimi Kazuhiro、Tsunoda Tatsuhiko、Sawada Kazuaki、Imamura Takeshi、Mizuno Ryuichi、Oya Mototsugu
    • 雑誌名

      Cancer Immunology, Immunotherapy

      巻: 70 号: 10 ページ: 3001-3013

    • DOI

      10.1007/s00262-021-03006-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Landscape of prognostic signatures and immunogenomics of the AXL/GAS6 axis in renal cell carcinoma2021

    • 著者名/発表者名
      Hakozaki Kyohei、Tanaka Nobuyuki、Takamatsu Kimiharu、Takahashi Ryohei、Yasumizu Yota、Mikami Shuji、Shinojima Toshiaki、Kakimi Kazuhiro、Kamatani Takashi、Miya Fuyuki、Tsunoda Tatsuhiko、Aimono Eriko、Nishihara Hiroshi、Mizuno Ryuichi、Oya Mototsugu
    • 雑誌名

      British Journal of Cancer

      巻: 125 号: 11 ページ: 1533-1543

    • DOI

      10.1038/s41416-021-01559-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Profiling the inhibitory receptors LAG-3, TIM-3, and TIGIT in renal cell carcinoma reveals malignancy2021

    • 著者名/発表者名
      Kimiharu Takamatsu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 5547-5547

    • DOI

      10.1038/s41467-021-25865-0

    • 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] Three-dimensional single-cell imaging for the analysis of RNA and protein expression in intact tumour biopsies2020

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Nobuyuki、Kanatani Shigeaki、Kaczynska Dagmara、Fukumoto Keishiro、Louhivuori Lauri、Mizutani Tomohiro、Kopper Oded、Kronqvist Pauliina、Robertson Stephanie、Lindh Claes、Kis Lorand、Pronk Robin、Niwa Naoya、Matsumoto Kazuhiro、Oya Mototsugu、... Uhlen Per
    • 雑誌名

      Nature Biomedical Engineering

      巻: 4 号: 9 ページ: 875-888

    • DOI

      10.1038/s41551-020-0576-z

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] TNFAIP2 expression induces epithelial-to-mesenchymal transition and confers platinum resistance in urothelial cancer cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Niwa N, Tanaka N, Hongo H, Miyazaki Y, Takamatsu K, Mizuno R, Kikuchi E, Mikami S, Kosaka T, Oya M.
    • 雑誌名

      Laboratory Investigation

      巻: 99 号: 11 ページ: 1702-1713

    • DOI

      10.1038/s41374-019-0285-y

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Volumetric imaging: a potential tool to stage upper tract urothelial carcinoma.2019

    • 著者名/発表者名
      Grahn Alexandra、Tanaka Nobuyuki、 Uhlen Per、 Brehmer Marianne
    • 雑誌名

      World Journal of Urology

      巻: 37 号: 11 ページ: 2297-2302

    • DOI

      10.1007/s00345-019-02682-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] シングルセルから超高解像度ナノレベルまで:次世代イメージングで見て解る癌 微小環境の全容2021

    • 著者名/発表者名
      田中 伸之
    • 学会等名
      第109回日本泌尿器科学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single-cell RNA-seq analysis of intra-tumor heterogeneity dynamics reveals the novel platinum resistance gene COX7B in patients with urinary bladder cancer2020

    • 著者名/発表者名
      田中伸之、丹羽直也、 本郷周、安水洋太、武田利和、松本一宏、森田伸也、小坂威雄、水野隆一、浅沼宏、Per Uhlen、大家基嗣
    • 学会等名
      第108回日本泌尿器科学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 3次元ライトシート顕微鏡による腫瘍内不均一性の可視化:スライドフリーな1細胞レ ベルのタンパク/RNA発現解析2019

    • 著者名/発表者名
      田中 伸之、三上 修治、小坂 威雄、水野 隆一、大家 基嗣
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3次元ライトシート顕微鏡を用いた次世代泌尿器癌イメージング:腫瘍内不均一 性の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      田中 伸之、三上 修治、桝田 司、武田 利和、松本 一宏、森田 伸也、小坂 威雄、浅沼 宏、水野 隆一、大家 基嗣
    • 学会等名
      第57回 日本癌治療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 慶應義塾大学医学部 泌尿器科学教室ホームページ

    • URL

      http://www.keio-urology.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.keio-urology.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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