ヒトiPS細胞由来胆管細胞培養系を用いた胆管癌における新規発癌機序の解明

• 研究課題/領域番号: 19K08461
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分53010:消化器内科学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 小林 正典 東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 特任助教 (10825459)
• 研究分担者: 柿沼 晴 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (30372444) ; 土屋 輝一郎 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 准教授 (40376786) ; 大島 茂 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (50376787)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2019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: ヒトiPS細胞 / 胆管癌 / 疾患モデル / 胆管上皮細胞 / iPS細胞 / 胆汁 / 発癌機序

研究開始時の研究の概要

本研究は1)ヒト胆管上皮に惹起される細胞内シグナルの差異，2)長期暴露による癌形質獲得の有無，3)胆汁中の発癌物質の同定を中心課題とし，胆汁暴露から胆管上皮内部で起きる細胞生理学的な変化そして発癌までの病態を明らかにし，発癌物質を同定することを目的とする．申請者らは健常者由来ヒトiPS細胞から，ヒトiPS細胞由来肝前駆様細胞を樹立し維持培養を可能としており，この系を使用することでヒト由来の正常胆管細胞を，胆管癌患者由来の胆汁に暴露させるという極めて生態に近い環境での胆管細胞の挙動が詳細に観察できる．正常細胞が癌化するまでの形質変化を検討することで発癌機序および発癌物質の同定を試みる．

研究成果の概要

研究代表者らは、胆管癌患者、非癌者の胆汁検体databaseを構築し、ヒトiPS細胞由来胆管上皮オルガノイドと胆汁との共培養系を新規に樹立して、ヒト胆管上皮に惹起される細胞内シグナルの差異を検証した。胆汁採取時の内視鏡検査手技について改善を進め、これを報告した (Pancreas 2021, Video GIE 2022)。ヒトiPS細胞由来胆管上皮オルガノイド培養系にVasoactive intestinal peptideを添加すると、ポンプ機能とTight junctionの形成が促進され、肝障害時に胆管形成が促進されることが示された（Hepatol Commun, 2020)。

研究成果の学術的意義や社会的意義

胆管癌は、本邦では年間2万人以上が新たに診断されており、死亡率も欧米と比較して高い傾向にある。発癌機序の詳細について不明な点が多いが、胆管癌患者が高齢者に多いことからも発癌能を有する化学物質の微量な摂取が蓄積されて発癌に寄与している可能性を考え、本研究では胆汁とヒトiPS細胞由来胆管上皮オルガノイドの形質との関係性に着目して研究を進めた。本研究課題の成果として、内視鏡的検査手技の改善により、臨床における改善点が得られたこと、さらに胆管の管腔構造形成にVasoactive intestinal peptideが直接作用することが示された点に、社会的、学術的な意義が高いと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] A convenient and reliable method for endoscopic mapping biopsy of cholangiocarcinoma using a double-lumen cytology device. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Masanori、Ryozawa Shomei、Ohtsuka Kazuo、Tanabe Minoru、Okamoto Ryuichi
  • 雑誌名: VideoGIE 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans as a Diagnostic Aid for Pancreatic Cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Masanori、Fujita Akashi、Ogawa Tomoya、Tanisaka Yuki、Mizuide Masafumi、Kondo Nobuaki、Imaizumi Yuki、Hirotsu Takaaki、Ryozawa Shomei
  • 雑誌名: Pancreas 巻: 50 号: 5 ページ: 673-678
  • DOI: 10.1097/mpa.0000000000001814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Intraepithelial Lymphocytes Suppress Intestinal Tumor Growth by Cell-to-Cell Contact via CD103/E-Cadherin Signal. (2021)
  • 著者名/発表者名: Ryo Morikawa, Yasuhiro Nemoto, Yuki Yonemoto, Shohei Tanaka, Yuria Takei, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Kengo Nozaki , Tomohiro Mizutani, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto.
  • 雑誌名: Cell Mol Gastroenterol Hepatol. 巻: 11 号: 5 ページ: 1483-1503
  • DOI: 10.1016/j.jcmgh.2021.01.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Oral administration of D-serine prevents the onset and progression of colitis in mice. (2021)
  • 著者名/発表者名: Takehito Asakawa, Michio Onizawa, Chikako Saito, Rie Hikichi, Daiki Yamada, Ai Minamidate, Tomoaki Mochimaru, Shun-ichiro Asahara, Yoshiaki Kido, Shigeru Oshima, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Hiromasa Ohira, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterolog. 巻: 56 号: 8 ページ: 732-745
  • DOI: 10.1007/s00535-021-01792-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A rare case of hepatocellular carcinoma with bile duct invasion diagnosed by peroral cholangioscopy (2021)
  • 著者名/発表者名: Ito Risako、Kobayashi Masanori、Ohtsuka Kazuo、Tanabe Minoru、Okamoto Ryuichi
  • 雑誌名: VideoGIE 巻: 6 号: 8 ページ: 354-357
  • DOI: 10.1016/j.vgie.2021.04.007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Caenorhabditis Elegans/ as a Diagnostic Aid for Pancreatic Cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi M, Fujita A, Ogawa T, Yanisaka Y, Mizuide M, Kondo N, Imaizumi Y, Hirotsu T, Ryozawa S
  • 雑誌名: Pancreas 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Colorectal and gastric metastases from lobular breast cancer that resembled superficial neoplastic lesions (2020)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Masanori、Tashima Tomoaki、Nagata Koji、Sakuramoto Shinichi、Osaki Akihiko、Ryozawa Shomei
  • 雑誌名: Clinical Journal of Gastroenterology 巻: 14 号: 1 ページ: 103-108
  • DOI: 10.1007/s12328-020-01285-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time course alterations of virus sequences and immunoglobulin titers in a chronic hepatitis E patient (2020)
  • 著者名/発表者名: Nitta Sayuri、Takahashi Kazuaki、Kawai‐Kitahata Fukiko、Tsuchiya Jun、Sato Ayako、Miyoshi Masato、Murakawa Miyako、Itsui Yasuhiro、Nakagawa Mina、Azuma Seishin、Kakinuma Sei、Watanabe Mamoru、Asahina Yasuhiro
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 50 号: 4 ページ: 524-531
  • DOI: 10.1111/hepr.13480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Receptor-Interacting Protein Kinase 3 (RIPK3) inhibits autophagic flux during necroptosis in intestinal epithelial cells. (2020)
  • 著者名/発表者名: Otsubo K, Maeyashiki C, Nibe Y, Tamura A, Aonuma E, Matsuda H, Kobayashi M, Onizawa M, Nemoto Y, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, Nakamura T, Torii S, Itakura E, Watanabe M, Oshima S.
  • 雑誌名: FEBS letters 巻: 594 号: 10 ページ: 1586-1595
  • DOI: 10.1002/1873-3468.13748
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nickel ions attenuate autophagy flux and induce transglutaminase 2 (TG2) mediated post-translational modification of SQSTM1/p62. (2020)
  • 著者名/発表者名: Emi Aonuma, Akiko Tamura, Hiroki Matsuda, Takehito Asakawa, Yuriko Sakamaki, Kana Otsubo, Yoichi Nibe, Michio Onizawa, Yasuhiro Nemoto, Takashi Nagaishi, Kiichiro Tsuchiya, Tetsuya Nakamura, Motohiro Uo, Mamoru Watanabe, Ryuichi Okamoto, Shigeru Oshima.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 542 ページ: 17-23
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.01.023
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vasoactive Intestinal Peptide Derived From Liver Mesenchymal Cells Mediates Tight Junction Assembly in Mouse Intrahepatic Bile Ducts (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato A, Kakinuma S, Miyoshi M, Kamiya A, Tsunoda T, Kaneko S, Tsuchiya J, Shimizu T, Takeichi E, Nitta S, Kawai-Kitahata F, Murakawa M, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Koshikawa N, Seiki S, Nakauchi H, Asahina Y, Watanabe M.
  • 雑誌名: Hepatology Communications 巻: 4 号: 2 ページ: 235-254
  • DOI: 10.1002/hep4.1459
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Investigation of Factors Affecting the Sensitivity of Bile Duct Brush Cytology (2019)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Masanori、Ryozawa Shomei、Araki Ryuichiro、Nagata Koji、Tanisaka Yuki、Fujita Akashi、Kobatake Tsutomu
  • 雑誌名: Internal Medicine 巻: 58 号: 3 ページ: 329-335
  • DOI: 10.2169/internalmedicine.1551-18
  • NAID: 130007590231
  • ISSN: 0918-2918, 1349-7235
  • 年月日: 2019-02-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The usefulness of wire-guided endoscopic snare papillectomy for tumors of the major duodenal papilla (2019)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi Masanori、Ryozawa Shomei、Iwano Hirotoshi、Araki Ryuichiro、Tanisaka Yuki、Fujita Akashi、Kobatake Tsutomu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 14 号: 1 ページ: e0211019-e0211019
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0211019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comprehensive genetic analysis of cholangiolocellular carcinoma with a coexistent hepatocellular carcinoma‐like area and metachronous hepatocellular carcinoma (2019)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Kitahata F, Asahina Y, Kaneko S, Tsuchiya J, Sato A, Miyoshi M, Tsunoda T, Inoue-Shinomiya E, Murakawa M, Nitta S, Itsui Y, Nakagawa M, Azuma S, Kakinuma S, Tanabe M, Sugawara E, Takemoto A, Ojima H, Sakamoto M, Muraoka M, Takano S, Maekawa S, Enomoto N and Watanabe M.
  • 雑誌名: Hepatology Research 巻: 49 号: 12 ページ: 1466-1474
  • DOI: 10.1111/hepr.13403
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of the mechanism underlying liver diseases using human induced pluripotent stem cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma S and Watanabe M
  • 雑誌名: Immunological Medicine 巻: 42 号: 2 ページ: 71-78
  • DOI: 10.1080/25785826.2019.1657254
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The usefulness of endoscopic ultrasound-fine needle aspiration in the grading of pancreatic neuroendocrine neoplasms (2021)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi M, Ohtsuka K, Kirimura S, Tanabe M, Okamoto R.
  • 学会等名: APDW2021
  • 国際学会
• [学会発表] Factors associated with HCC development and patients’ survival in patients with an SVR (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakagawa M, Kakinuma S, Asahina Y, et al.
  • 学会等名: JSH International Liver Conference 2021
  • 国際学会
• [学会発表] 膵神経内分泌腫瘍のgradingにおける超音波内視鏡下穿刺生検の有用性の検討 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小林正典, 大塚和朗, 桐村進, 工藤篤, 田邉稔, 岡本隆一
  • 学会等名: 第101回 消化器内視鏡学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞を利用したHBV関連肝細胞癌におけるMLL4の機能的意義の解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 土屋 淳、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第107回日本消化器病学会総会
• [学会発表] 疾患モデルの応用を目指したヒトiPS細胞を利用した肝細胞オルガノイドの樹立 (2021)
  • 著者名/発表者名: 志水太郎、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第57回日本肝臓学会総会
• [学会発表] 新規ヒトiPS細胞由来肝細胞オルガノイド系の構築と肝疾患研究 (2021)
  • 著者名/発表者名: 三好正人、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第25回日本肝臓学会大会
• [学会発表] 当院におけるIPMN診断治療の現状 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林正典，大塚和朗，伴大輔，田邉稔
  • 学会等名: 第106回日本消化器病学会総会
• [学会発表] 当院におけるEST後出血への対応 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林正典，大塚和朗，土屋輝一郎
  • 学会等名: 第99回日本消化器内視鏡学会総会
• [学会発表] IPMN術前精査における超音波内視鏡検査の役割 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小林正典，大塚和朗，田邉稔
  • 学会等名: JDDW2020
• [学会発表] ヒトiPS細胞を用いた肝線維症における分子標的の探索 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、角田知之、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第106回日本消化器病学会総会
• [学会発表] 肝間葉系細胞由来vasoactive intestinal peptideによる胆管形成の促進機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤綾子、柿沼 晴、朝比奈靖浩
  • 学会等名: 第56回日本肝臓学会総会
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来肝臓構成細胞の疾患モデルへの応用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴
  • 学会等名: 第27回肝細胞研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 胆管カニュレーション困難症例に対する細胞診ブラシのカニュラへの応用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林正典，谷坂優樹，水出雅文，良沢昭銘，大塚和朗，渡辺守
  • 学会等名: 第97回 日本消化器内視鏡学会総会
• [学会発表] 総胆管に穿破した 主膵管型IPMNの1例 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林正典，大塚和朗，小川康介，伴大輔，田邉稔
  • 学会等名: 第55回胆道学会総会
• [学会発表] Effectiveness of Endoscopic Ultrasonography-Guided Fine-Needle Aspiration for the Diagnosis of Pancreatic Neuroendocrine Tumors (2019)
  • 著者名/発表者名: Masanori Kobayashi, Kazuo Ohtsuka, Daisuke Ban, Atsushi Kudo, Minoru Tanabe
  • 学会等名: American Pancreatic Association 2019
  • 国際学会
• [学会発表] Vasoactive intestinal peptide による胆管形成調節の分子機序 (2019)
  • 著者名/発表者名: 佐藤綾子、柿沼 晴、土屋 淳、三好正人、角田知之、井津井康浩、中川美奈、東 正新、朝比奈靖浩、渡辺 守.
  • 学会等名: 第26回肝細胞研究会
• [学会発表] ヒトiPS細胞による疾患モデルを利用した先天性肝線維症分子標的の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 柿沼 晴、角田知之、三好正人、紙谷聡英、佐藤綾子、土屋 淳、北畑富貴子、村川美也子、新田沙由梨、井津井康浩、中川美奈、東 正新、朝比奈靖浩、渡辺 守
  • 学会等名: JDDW2019