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大腸がんの進展に伴う細胞多様性の変化

研究課題

研究課題/領域番号 19K22570
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分50:腫瘍学およびその関連分野
研究機関公益財団法人がん研究会

研究代表者

八尾 良司  公益財団法人がん研究会, がん研究所 細胞生物部, 部長 (80291095)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード患者由来オルガノイド / 大腸がん / 転移・再発 / がん幹細胞 / PDOs / オルガノイド / 1細胞解析
研究開始時の研究の概要

本研究課題では、生体組織の細胞多様性を反映するオルガノイドの1細胞解析を行い、細胞集団の多様性とがん進展に伴う変化について明らかにする。さらに、得られたモデルの細胞生物学的な検証と組織学的な実証を行う。
具体的には、(1)同一患者の原発巣と転移巣由来のオルガノイドの1細胞解析を行い、(2)ゲノム編集技術を用いて細胞階層性・可塑性を明らかにする。さらに(3)臨床検体の組織・病理学的解析を行い、in vitroの解析結果について、ヒト病理検体を用いて検証する。
本研究課題では、治療標的分子の探索や患者層別化など、新たな治療法開発を推進するための学術基盤を構築する。

研究成果の概要

大腸がんは転移・再発を生じることにより治療が著しく困難になるが、その分子機構や病巣間の違いは十分に明らかにされていない。本研究では、転移・再発に伴う細胞多様性の変化を明らかにするために、同一患者に生じた原発巣、転移巣、再発巣から患者由来オルガノイドを樹立した。1細胞発現解析の結果、転移に伴い、幹細胞様および分化細胞様の細胞集団が減少していることが明らかになった。さらに、OLFM4ががん幹細胞マーカーとして同定され、原発巣ではOLFM4陽性細胞がオルガノイドの再構成に必須であるのに対し、転移巣では不要であった。以上の結果から、転移に伴う細胞多様性の変化と生物学的意義が明らかにされた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がん組織を構成する細胞多様性は、転移・再発過程に関連する重要な要因であるとともに、化学療法に対する抵抗性の原因であることが知られている。
本研究では、独自に同一患者の原発巣、転移巣、再発巣からオルガノイドを樹立し、解析を行った。1細胞解析で幹細胞マーカーとして同定されたOLFM4は、マウス小腸組織の幹細胞マーカーであるLgr5のサロゲートとして報告がある。さらに転移に伴い、細胞多様性が変化し、OLFM4陽性細胞の生物学的機能にも差があることが示された。進行大腸がんに病巣間の不均一性が存在することは、今後の大腸がん患者の層別化や多剤療法の開発などへの貢献が期待される。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Comparative Analysis of Patient-Matched PDOs Revealed a Reduction in OLFM4-Associated Clusters in Metastatic Lesions in Colorectal Cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Takuya、duVerle David、Yaginuma Katsuyuki、Natsume Yasuko、Yamanaka Hitomi、Kusama Daisuke、Fukuda Mayuko、Yamamoto Mayuko、Perraudeau Fanny、Srivastava Upasna、Kashima Yukie、Suzuki Ayako、Kuze Yuuta、Takahashi Yu、Ueno Masashi、Sakai Yoshiharu、Noda Tetsuo、Tsuda Koji、Suzuki Yutaka,Nagayama Satoshi,Yao Ryoji
    • 雑誌名

      Stem Cell Reports

      巻: 16 号: 4 ページ: 954-967

    • DOI

      10.1016/j.stemcr.2021.02.012

    • 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] Evaluation of the RAS signaling network in response to MEK inhibition using organoids derived from a familial adenomatous polyposis patient2020

    • 著者名/発表者名
      Osumi Hiroki、Muroi Atsushi、Sakahara Mizuho、Kawachi Hiroshi、Okamoto Takuya、Natsume Yasuko、Yamanaka Hitomi、Takano Hiroshi、Kusama Daisuke、Shinozaki Eiji、Ooki Akira、Yamaguchi Kensei、Ueno Masashi、Takeuchi Kengo、Noda Tetsuo、Nagayama Satoshi、Koshikawa Naohiko、Yao Ryoji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 17455-17455

    • DOI

      10.1038/s41598-020-74530-x

    • 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] IFN/STAT signaling controls tumorigenesis and the drug response in colorectal cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Sakahara Mizuho、Okamoto Takuya、Oyanagi Jun、Takano Hiroshi、Natsume Yasuko、Yamanaka Hitomi、Kusama Daisuke、Fusejima Mishio、Tanaka Norio、Mori Seiich、Kawachi Hiroshi、Ueno Masashi、Sakai Yoshiharu、Noda Tetsuo、Nagayama Satoshi、Yao Ryoji
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 110 号: 4 ページ: 1293-1305

    • DOI

      10.1111/cas.13964

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MCRIP1 promotes the expression of lung-surfactant proteins in mice by disrupting CtBP-mediated epigenetic gene silencing2019

    • 著者名/発表者名
      Weng Jane S.、Nakamura Takanori、Moriizumi Hisashi、Takano Hiroshi、Yao Ryoji、Takekawa Mutsuhiro
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 227-227

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0478-3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Odf2 haploinsufficiency causes a new type of decapitated and decaudated spermatozoa, Odf2-DDS, in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Ito C, Akutsu H, Yao R, Yoshida K, Yamatoya K, Mutoh T, Makino T, Aoyama K, Ishikawa H, Kunimoto K, Tsukita S, Noda T, Kikkawa M, Toshimori K.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 9 号: 1 ページ: 14249-14249

    • DOI

      10.1038/s41598-019-50516-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 患者由来オルガノイドを用いた大腸がん組織の細胞不均一性の解明2021

    • 著者名/発表者名
      八尾 良司
    • 学会等名
      第20回日本再生医療学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] がん患者由来オルガノイドを用いた研究2020

    • 著者名/発表者名
      八尾 良司
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒト大腸がんオルガノイド同所移植マウスモデルにおける転移腫瘍の発生とEMTマーカーの発現2020

    • 著者名/発表者名
      柳沼 克幸、岡本 拓也、長山 聡、八尾 良司
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 患者由来大腸がんオルガノイド同所移植マウスモデルにおける転移播種細胞の同定2020

    • 著者名/発表者名
      岡本 拓也、柳沼 克幸、長山 聡、八尾 良司
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 大腸癌組織を構成する細胞集団の多様性2020

    • 著者名/発表者名
      長山 聡、岡本 拓也、八尾 良司
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 患者由来オルガノイドを用いた大腸がんの発生、転移・再発機構の解明2020

    • 著者名/発表者名
      八尾 良司
    • 学会等名
      患者由来がんモデル講演会 -基礎研究から臨床応用まで-
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Comparative analysis of patient-derived organoids from primary colorectal cancer and matched metastatic and recurrent lesions.2019

    • 著者名/発表者名
      八尾 良司
    • 学会等名
      Cell Symposium: Engineering Organoids and Organs
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 進行大腸がんオルガノイドの1細胞解析2019

    • 著者名/発表者名
      八尾 良司、長山 聡、鈴木 穰
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸がん同所移植モデルマウスを用いた転移の再現2019

    • 著者名/発表者名
      岡本 拓也、柳沼 克幸、長山 聡、八尾 良司
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸癌発生と薬剤感受性におけるIFN/STATシグナル伝達系の関与2019

    • 著者名/発表者名
      長山 聡、岡本 拓也、八尾 良司
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-07-04   更新日: 2022-01-27  

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