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細胞系列特性に着目した胃がん発生機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J12287
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分53010:消化器内科学関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

戸ヶ崎 和博  慶應義塾大学, 医学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2021年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2020年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード胃がん / オルガノイド / エピゲノム / CRISPR / びまん性胃がん
研究開始時の研究の概要

ピロリ菌感染による慢性的な炎症状態の持続によって,胃上皮に腸上皮化生が生じ,胃がんの発生母地となることは,臨床病理形質として古くから知られている.しかし,こうした変化は長期間の特殊環境への暴露を必要とするため,従来のモデルでは再現が困難であり,現象論としての理解に留まっている.近年,消化器疾患患者より採取した上皮を患者組織細胞を体外で永続的に維持する,オルガノイド培養技術が開発された.申請者は胃正常,腸上皮化生,悪性度の異なる多数の胃がんオルガノイドを作製し,エピゲノムプロファイルを取得することで,発がんおよび悪性化に寄与する具体的な転写因子を含めたエピゲノム変化の解明を目指す.

研究実績の概要

本研究ではオルガノイド培養技術およびエピゲノム解析技術を活用し,ヒト胃がんの疾患形成過程における細胞系列特性の喪失・変容を転写因子ネットワークレベルで解析する.またゲノム編集による機能解析を駆使することで,胃上皮における化生および発がん過程について,その分子制御機構の理解を目指す.さらに,オルガノイドの異種同所移植技術を用いてin vivoでの病理組織学的検討を行うことを目的とした.
申請者は,オルガノイド解析に最適化したプロトコールを用いて,正常上皮,化生上皮,がん由来オルガノイドのエピゲノム解析(ATAC-seq,ChIP-seq)のプロトコール確立に成功した.さらに,転写因子を正常上皮もしくは化生・がんオルガノイドにノックアウト,もしくは過剰発現させることによって,細胞系列特性の変容をin vitroの実験系で再現した.また,当研究室での有用な研究手法となっている異種同所移植技術を用いることにより,従来困難であったびまん性胃がん,腸上皮化生,さらには正常胃上皮をin vivoで再現することに成功した.この技術を利用し,びまん性胃がんモデルを作成した研究が2020年11月にGastroenterology誌に掲載された.
また,約1800の多種類の転写因子を標的したCRISPR sgRNA ライブラリーを作成し,これを正常オルガノイド,及びがんオルガノイドに感染させ,特定の培地で培養し続けることで,生存により有利な細胞系列特性変容の因果性を担う転写因子群を探索した.この結果と,上記の転写因子ネットワーク解析結果を合わせ,発癌に寄与する転写因子の候補を絞り込んでいる.さらに,遺伝子編集技術による前方視的な因果性の実証を行っている.

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Organoid screening reveals epigenetic vulnerabilities in human colorectal cancer2022

    • 著者名/発表者名
      Toshimitsu Kohta、Takano Ai、Fujii Masayuki、Togasaki Kazuhiro、Matano Mami、Takahashi Sirirat、Kanai Takanori、Sato Toshiro
    • 雑誌名

      Nature Chemical Biology

      巻: - 号: 6 ページ: 605-614

    • DOI

      10.1038/s41589-022-00984-x

    • 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] Wnt Signaling Shapes the Histologic Variation in Diffuse Gastric Cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Togasaki K, Sugimoto S, Ohta Y, Nanki K, Matano M, Takahashi S, Fujii M, Kanai T, Sato T.
    • 雑誌名

      Gastroenterology

      巻: 160 号: 3 ページ: 823-830

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2020.10.047

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 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] An Organoid Biobank of Neuroendocrine Neoplasms Enables Genotype-Phenotype Mapping2020

    • 著者名/発表者名
      Kawasaki K、Toshimitsu K、Matano M、Fujita M、Kudo Atsushi、Kitagawa Y、Kanai T、Nakagawa H、Sato T, et.al.
    • 雑誌名

      Cell

      巻: 183 号: 5 ページ: 1420-1435

    • DOI

      10.1016/j.cell.2020.10.023

    • 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] びまん性胃がんの腫瘍内不均一性モデルの作成2022

    • 著者名/発表者名
      戸ヶ崎和博, 佐藤俊朗, 金井隆典
    • 学会等名
      第108回日本消化器病学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Wnt Signaling Shapes the Histologic Variationin Diffuse Gastric Cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Togasaki, Takanori Kanai, Toshiro Sato
    • 学会等名
      第29回 日本消化器関連学会週間
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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