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CRISPR libraryを用いた網羅的細胞間相互作用解析モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K06945
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49030:実験病理学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

倉田 盛人  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 講師 (40451926)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード薬剤耐性 / CRISPR screening / 細胞間相互作用 / 微小環境 / がん / 白血病 / 骨髄
研究開始時の研究の概要

癌細胞は支持細胞と微小環境を形成し、微小環境における細胞間相互作用が抗癌剤の治療抵抗性を誘導することが知られている。そこで、本研究では癌の治療抵抗性を克服する為に、細胞間相互作用を対象とした治療ターゲット分子を網羅的に検索することとする。具体的には、CRISPR libraryを用いて支持細胞へランダムな変異を誘導し、薬剤投与下での腫瘍細胞との共培養により、腫瘍細胞に薬剤耐性を誘導できる疑似微小環境を作成する。疑似微小環境内にて薬剤耐性誘導が可能である支持細胞のみを分離・責任ガイドRNAを同定し、治療ターゲットとなる候補遺伝子の同定や新規薬剤耐性メカニズムを解明する。

研究成果の概要

幹細胞と間質支持細胞の相互作用により薬剤耐性が誘導されることが知られている。今回新たな実験系である「間接的CRISPR screening」を確立した。間質支持細胞にCRISPR libraryと紫外線照射にて緑色から赤色へ光変換するDendra2を導入し、抗癌剤下で腫瘍細胞株と共培養した。スクリーニングにより39遺伝子を同定しし、候補遺伝子の中で、C9orf89, MAGI2, MLPH, RHBDD2欠損支持細胞で薬剤耐性を誘導することが確認された。今回確立した間接的CRISPR screeningは細胞間相互作用機序の解明や新薬開発の新たなプラットフォームになり得る。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来は、薬剤曝露などの条件下でランダム変異を誘発するCRISPRライブラリーを用いて腫瘍細胞の選択的な生存/死滅を検出することにより、薬剤耐性候補遺伝子が同定されてきました。しかし、「がん微小環境」などの周辺環境からの細胞間相互作用による薬剤耐性の場合、細胞間相互作用による薬剤耐性の責任候補遺伝子の同定は困難でありました。これは、周囲の支持細胞にランダムな変異が誘導されても、支持細胞自身は薬剤下で選択的に生存/死滅することがないためです。そこで、我々は薬剤耐性を誘導できる支持細胞を分離するシステムを併用し、「間接的CRISPR screening」と名付けました。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] David Largaespada/University of Minnesota/Masonic Cancer Center(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Branden Moriarity/University of Minnesota/Masonic Cancer Center(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] David Largaespada/Minnesota University/Masonic Cancer Center(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Branden Moriarity/Minnesota University/Masonic Cancer Center(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] David Largaespada/University of Minnesota/Masonic Cancer Center(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Branden Moriarity/University of Minnesota/Masonic Cancer Center(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Indirect CRISPR screening with photoconversion revealed key factors of drug resistance with cell?cell interactions2023

    • 著者名/発表者名
      Sugita Keisuke、Onishi Iichiroh、Nakayama Ran、Ishibashi Sachiko、Ikeda Masumi、Inoue Miori、Narita Rina、Oshima Shiori、Shimizu Kaho、Saito Shinichiro、Sato Shingo、Moriarity Branden S.、Yamamoto Kouhei、Largaespada David A.、Kitagawa Masanobu、Kurata Morito
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 号: 1 ページ: 582-582

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04941-9

    • 関連する報告書
      2023 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] Proliferation and Self-Renewal Are Differentially Sensitive to <i>NRASG12V</i> Oncogene Levels in an Acute Myeloid Leukemia Cell Line2022

    • 著者名/発表者名
      Kurata Morito、Antony Marie Lue、Noble-Orcutt Klara E.、Rathe Susan K.、Lee Yoonkyu、Furuno Hidehiro、Ishibashi Sachiko、Ikeda Masumi、Yamamoto Kouhei、Kitagawa Masanobu、Largaespada David A.、Sachs Zohar
    • 雑誌名

      Molecular Cancer Research

      巻: 20 号: 11 ページ: 1646-1658

    • DOI

      10.1158/1541-7786.mcr-22-0109

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Identification of NRAS Downstream Genes with CRISPR Activation Screening2022

    • 著者名/発表者名
      Tatsumi Akiya、Hirakochi Haruka、Inoue Satomi、Tanaka Yosuke、Furuno Hidehiro、Ikeda Masumi、Ishibashi Sachiko、Taguchi Towako、Yamamoto Kouhei、Onishi Iichiroh、Sachs Zohar、Largaespada David A.、Kitagawa Masanobu、Kurata Morito
    • 雑誌名

      Biology

      巻: 11 号: 11 ページ: 1551-1551

    • DOI

      10.3390/biology11111551

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ランダム変異スクリーニングを利用したがん治療ターゲットの網羅的検索2023

    • 著者名/発表者名
      倉田盛人
    • 学会等名
      第69回日本病理学会秋期特別総会(久留米)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CRISPR screeningを用いた細胞間相互作用により誘導される薬剤耐性関連分子の同定2022

    • 著者名/発表者名
      杉田 佳祐, 倉田 盛人, 中山 蘭, 大西 威一郎, 山本 浩平, 北川 昌伸
    • 学会等名
      第81回日本癌学会学術総会 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] CRISPR KO libraryを用いた細胞間相互作用により誘導される薬剤耐性機序の解明2021

    • 著者名/発表者名
      杉田 佳祐, 倉田 盛人, 中山 蘭, 大西 威一郎, 山本 浩平, 北川 昌伸
    • 学会等名
      第110回日本病理学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] プレスリリース:新規CRISPR screeningを用いた薬剤耐性の解明

    • URL

      https://www.tmd.ac.jp/press-release/20230601-1/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 科学新聞 Science Japan:

    • URL

      https://sj.jst.go.jp/news/202308/n0817-02k.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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