研究課題/領域番号 |
20KK0202
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研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分55:恒常性維持器官の外科学およびその関連分野
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研究機関 | 神戸大学 |
研究代表者 |
眞庭 謙昌 神戸大学, 医学研究科, 教授 (50362778)
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研究分担者 |
青井 貴之 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 教授 (00546997)
法華 大助 神戸大学, 医学研究科, 特命講師 (80715459)
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研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
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キーワード | 肺癌 / 癌幹細胞 / 肺癌オルガノイド / 鶏卵漿尿膜培養 / 肺がん / オルガノイド / 癌浸潤 / 腫瘍血管新生 / 抗癌剤感受性試験 / 肺癌幹細胞 |
研究開始時の研究の概要 |
肺癌オルガノイドの臨床応用に向けた課題として、①抗癌剤感受性試験モデルとしての生体に即した効果予測能力の確立 、②ごく少量の生検材料による確実なオルガノイド樹立という点が挙げられる。これらの課題に対して神戸大学(呼吸器外科・iPS細胞応用医学分野)とトロント大学(呼吸器外科・病理部)で協力し取り組むことにより、肺癌オルガノイドをハイスループットの抗癌剤感受性試験として確立し、臨床応用を促進する。
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研究実績の概要 |
第1に、鶏卵漿尿膜培養法を用い、我々が開発した人工肺癌幹細胞:induced lung cancer stem cell like cell (iLCSC)から樹立した人工肺癌オルガノイドを培養に供し、浸潤や血管新生を始めとする癌微小環境の表現型;phenotypeを分析し、鶏卵漿尿膜培養における人工肺癌オルガノイド研究の優位性を明らかにした。第2に、患者検体から採取された腫瘍組織、特に重喫煙者の肺癌の腫瘍組織で鶏卵漿尿膜培養を行った。 方法として、 K-ras変異陽性の原発性肺腺癌細胞株であるA549細胞A549細胞に体細胞初期化因子(OCT 3/4, SOX2, KLF4)の導入を行い誘導型肺癌幹細胞(induced Lung cancer stem like cell; iLCSC)を作成し、ヒト臍帯静脈内皮細胞、ヒト間葉系幹細胞を混合培養し、人工肺癌オルガノイドを作成し、漿尿膜上で約1週間培養を行い、R N A抽出、組織固定標本を作成する。また超感度カメラを用いて血管新生をライブイメージングにより補足した。さらに、有精鶏卵の漿尿膜上に人工肺癌オルガノイドを移植する。培養中に超高倍率の血流スコープ(TOKU Capillaro)で移植片周囲の微細な血管の形状や血流を確認した。培養後、移植部位の固定標本を作製し組織学的に移植片の増殖、浸潤、転移を評価、培養の前後でRNA抽出行いトランスクリプトーム解析を行った。 結果として、鶏卵漿尿膜培養を用い、肺腺癌の血管新生に関わる因子としてTIPARPを同定した。そのメカニズムはVEGFを介さず、細胞外マトリックスをリモデリングを介し血管新生を誘導した。鶏卵漿尿膜培養は、細胞外マトリクスのリモデリングを介した血管新生を評価できる実験系である。肺腺癌においてTIPARPの高発現は血管新生にかかわる可能性があることが示された。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
これまで、型コロナウイルス感染拡大に伴う渡航制限により、国際共同研究の相手先であるトロント大学呼吸器外科・病理部へ赴いておこなう研究が十分に消化できていなかったが、制限の緩和により、当該年度後半に当方からトロントでの打合せ、研究室入室が可能となり、計画を実施した。
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今後の研究の推進方策 |
今後は、両施設の研究者の行き来を加速して、研究の推進を図る。さらに、神戸大学からは大学院生を派遣し、相手先での研究の加速を図る。 具体的には、腫瘍の進展・転移の評価のために、組織透過性の高い近赤外光を発する発光システム(AkaBLI)を活用し、肺癌オルガノイドのマウス体内での進展、転移の現象を、高感度かつ定量的に評価する。まず肺癌オルガノイドの同所移植マウスモデルと皮下移植マウスモデルの比較により、癌微小環境が肺癌オルガノイドの進展・転移・抗癌剤感受性に与える影響を解析し、同所移植マウスモデルの有用性について明らかにする。さらに転移部からの癌オルガノイドの再樹立を行い、元の肺癌オルガノイドとのGenetic/Epigeneticな比較、Single cell RNA sequencingによる単細胞レベルの比較を行い、転移を生じたクローンに有意な変化があるかを明らかにする。本手法の確立は、転移抑制をターゲットにした新規薬剤の開発に繋がると考える。
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