クローン性造血で引き起こされるがん微小環境内の免疫応答の解明

• 研究課題/領域番号: 21K07152
• 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50010:腫瘍生物学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 磯部 大地 九州大学, 医学研究院, 助教 (30838727)
• 研究分担者: 菊繁 吉謙 九州大学, 大学病院, 講師 (40619706)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021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: クローン性造血 / 大腸がん / 腫瘍免疫 / がん免疫 / がん微小環境 / DNAシークエンス

研究開始時の研究の概要

体細胞遺伝子変異を生じた造血幹細胞がクローン性に増殖し、造血の一部を担うことがあり、これをクローン性造血と呼ぶ。このクローン性造血を合併する固形がん症例は、がんの進展のため予後が悪化する。体細胞遺伝子変異を有する白血球が、がんの進展に有利な状況を生み出していることが原因と想定される。
本研究では、大腸がん患者の臨床検体を用い、末梢血検体及びがん組織検体に含まれる白血球の各分画の遺伝子変異をそれぞれ解析し、クローン性造血と大腸がん微小環境における免疫応答との関連を詳らかにすることを目的とする。本研究により得られる知見は、クローン性造血の合併を考慮した新たな治療戦略に繋がる可能性がある。

研究実績の概要

固形がんにおいて加齢に伴うクローン性造血（CHIP：Clonal hematopoiesis of indeterminate potential）の合併は予後不良因子である。その原因として、クローン性造血に由来した遺伝子変異を有する免疫担当細胞が免疫応答を抑制し、がんの進展に有利ながん微小環境を生み出していると想定される。しかしながら、その機序は未だ明確ではない。本研究では、血中循環白血球とがん浸潤白血球のリンパ球、骨髄球の各画分の遺伝子変異をそれぞれ解析し、クローン性造血とがん微小環境における免疫応答との関連を詳らかにすることを目的としている。
2021年度は15例の大腸がん手術検体から細胞を単離し、蛍光標識した各種抗体を用いて細胞を標識した。セルソーターにより各白血球画分を分けて回収し、DNAシークエンスのために各画分からDNAの抽出を行なった。回収できる細胞数の少ないCD14陽性細胞などの白血球画分は、DNAの増幅を行なった後にライブラリ調整を行なった。DNA増幅を行うにあたり、事前に至適な増幅条件（試薬、鋳型DNA量、増幅反応時間）についても検討した。
2022年度はライブラリ調整の終了した検体から適宜DNAシークエンスを行い、腫瘍組織中に存在する免疫細胞の一部に遺伝子変異を認めることを確認した。末梢血細胞のDNAシークエンス結果との比較も行う予定である。また認めた変異についてin vitroでの機能アッセイを行うために、現在実験条件などを確認しながら準備を進めていいる。

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

現在までに15例の腫瘍組織および末梢血サンプルの回収とライブラリ調整及び腫瘍組織内免疫細胞のシークエンス・解析が終了しており、進捗状況は概ね順調と考えられる。末梢血のシークエンスも終了しており、すぐにでもさらに新しい知見が得られる状況にある。
また発見した遺伝子変異について、免疫細胞でのin vitroアッセイを行う準備を進めている。

今後の研究の推進方策

腫瘍組織の免疫細胞のシークエンス・解析を終えた15例について、末梢血細胞のシークエンス結果を解析する。腫瘍組織の免疫細胞及び末梢血細胞について、どの割合（CH保有率、変異アレル頻度）で変異を認め、どの細胞画分（T細胞やマクロファージなど）が変異を有するか、どのような遺伝子変異（TET2、DNMT3A、ASXL1など）を有するか、などについて検討する。
DNAシークエンスにより検出された遺伝子変異やその変異を有する白血球分画を同定した後に、その遺伝子変異の意義を明らかにするためにin vitroで機能アッセイを行う準備を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] RHAMM marks proliferative subpopulation of human colorectal cancer stem cells (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakano Michitaka、Taguchi Ryosuke、Kikushige Yoshikane、Isobe Taichi、Miyawaki Kohta、Mizuno Shinichi、Tsuruta Nobuhiro、Hanamura Fumiyasu、Yamaguchi Kyoko、Yamauchi Takuji、Ariyama Hiroshi、Kusaba Hitoshi、Nakamura Masafumi、Maeda Takahiro、Kuo Calvin J.、Baba Eishi、Akashi Koichi
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: - 号: 7 ページ: 15795-12
  • DOI: 10.1111/cas.15795
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Macrophages are primed to transdifferentiate into fibroblasts in malignant ascites and pleural effusions (2022)
  • 著者名/発表者名: Ito Mamoru、Nakano Michitaka、Ariyama Hiroshi、Yamaguchi Kyoko、Tanaka Risa、Semba Yuichiro、Sugio Takeshi、Miyawaki Kohta、Kikushige Yoshikane、Mizuno Shinichi、Isobe Taichi、Tanoue Kenro、Taguchi Ryosuke、Ueno Shohei、Kawano Takahito、Murata Masaharu、Baba Eishi、Akashi Koichi
  • 雑誌名: Cancer Letters 巻: 532 ページ: 215597-215597
  • DOI: 10.1016/j.canlet.2022.215597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Potential therapeutic targets discovery by transcriptome analysis of an in vitro human gastric signet ring carcinoma model (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Kyoko、Yoshihiro Tomoyasu、Ariyama Hiroshi、Ito Mamoru、Nakano Michitaka、Semba Yuichiro、Nogami Jumpei、Tsuchihashi Kenji、Yamauchi Takuji、Ueno Shohei、Isobe Taichi、et al
  • 雑誌名: Gastric Cancer 巻: 25 号: 5 ページ: 862-878
  • DOI: 10.1007/s10120-022-01307-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] IMPROVE bleeding score predicts major bleeding in advanced gastrointestinal cancer patients with venous thromboembolism (2022)
  • 著者名/発表者名: Kusaba Hitoshi、Moriyama Shohei、Hieda Michinari、Ito Mamoru、Ohmura Hirofumi、Isobe Taichi、Tsuchihashi Kenji、Fukata Mitsuhiro、Ariyama Hiroshi、Baba Eishi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Clinical Oncology 巻: 52 ページ: 367-372
  • DOI: 10.1093/jjco/hyac103
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of insulin‐like growth factor‐1 receptor enhances eribulin‐induced <scp>DNA</scp> damage in colorectal cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Tomoyasu、Ariyama Hiroshi、Yamaguchi Kyoko、Imajima Takashi、Yamaga Satoru、Tsuchihashi Kenji、Isobe Taichi、Kusaba Hitoshi、Akashi Koichi、Baba Eishi
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 113 号: 12 ページ: 4207-4218
  • DOI: 10.1111/cas.15558
  • 査読あり
• [雑誌論文] 新しいがん治療法 2）抗体薬物複合体（ADC） (2022)
  • 著者名/発表者名: 磯部 大地、馬場 英司
  • 雑誌名: 腫瘍内科 巻: 29 ページ: 535-543
• [雑誌論文] 免疫チェックポイント阻害薬の併用療法のエビデンス 2）免疫チェックポイント阻害薬と化学療法 (2022)
  • 著者名/発表者名: 磯部 大地、馬場 英司
  • 雑誌名: 腫瘍内科 巻: 30 ページ: 8-17
• [雑誌論文] Molecular hallmarks of heterochronic parabiosis at single-cell resolution (2022)
  • 著者名/発表者名: P?lovics R?bert、Keller Andreas、Schaum Nicholas、et al.
  • 雑誌名: Nature 巻: 603 号: 7900 ページ: 309-314
  • DOI: 10.1038/s41586-022-04461-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Upregulation of BMI1-suppressor miRNAs (miR-200c, miR-203) during terminal differentiation of colon epithelial cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Hisamori Shigeo、Mukohyama Junko、Koul Sanjay、Hayashi Takanori、Rothenberg Michael Evan、Maeda Masao、Isobe Taichi、Valencia Salazar Luis Enrique、Qian Xin、Johnston Darius Michael、Qian Dalong、Lao Kaiqin、Asai Naoya、Kakeji Yoshihiro、Gennarino Vincenzo Alessandro、Sahoo Debashis、Dalerba Piero、Shimono Yohei
  • 雑誌名: Journal of Gastroenterology 巻: Online ahead of print 号: 6 ページ: 407-422
  • DOI: 10.1007/s00535-022-01865-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prominent PD-L1-positive M2 macrophage infiltration in gastric cancer with hyper-progression after anti-PD-1 therapy (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi Kyoko、Tsuchihashi Kenji、Tsuji Kunihiro、Kito Yosuke、Tanoue Kenro、Ohmura Hirofumi、Ito Mamoru、Isobe Taichi、Ariyama Hiroshi、Kusaba Hitoshi、Akashi Koichi、Baba Eishi
  • 雑誌名: Medicine 巻: 100 号: 19 ページ: e25773-e25773
  • DOI: 10.1097/md.0000000000025773
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Does the Use of Peripheral Immune-Related Markers Indicate Whether to Administer Pazopanib, Trabectedin, or Eribulin to Advanced Soft Tissue Sarcoma Patients? (2021)
  • 著者名/発表者名: Shimada Eijiro、Endo Makoto、Matsumoto Yoshihiro、Tsuchihashi Kenji、Ito Mamoru、Kusaba Hitoshi、Nabeshima Akira、Nawata Tomoya、Maekawa Akira、Matsunobu Tomoya、Setsu Nokitaka、Fujiwara Toshifumi、Iida Keiichiro、Nakagawa Makoto、Kohashi Kenichi、et al.
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 10 号: 21 ページ: 4972-4972
  • DOI: 10.3390/jcm10214972
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The amplification of TPX2 is a potential biomarker of oxaliplatin-susceptibility in colorectal cancer with CIN phenotype (2023)
  • 著者名/発表者名: Shohei Ueno, Isobe Taichi, Ryosuke Taguchi, Kenji Tsuchihashi, Hiroshi Ariyama, Koichi Akashi, Eishi Baba
  • 学会等名: 第20回 日本臨床腫瘍学会学術集会
• [学会発表] Outcome of parameningeal head and neck rhabdomyosarcoma in adults: Kyushu Medical Oncology Group Study (2023)
  • 著者名/発表者名: Taichi Isobe, Kenji Tsuchihashi, Shohei Ueno, Ryosuke Taguchi, Mamoru Ito, Michitaka Nakano, Hiroshi Ariyama, Fumiyasu Hanamura, Yuta Okumura, Masato Komoda, Taito Esaki, Shuji Arita, Kenta Nio, Hitoshi Kusaba, Kazuki Hashimoto, Tadamasa Yoshitake, Yoshinao Oda, Koichi Akashi, Eishi Baba
  • 学会等名: 第20回 日本臨床腫瘍学会学術集会
• [学会発表] DNMT3B contributes to the stemness of left-sided colorectal cancer derived from patients (2022)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Taguchi, Isobe Taichi, Yoshikane Kikushige, Shohei Ueno, Kenji Tsuchihashi, Hiroshi Ariyama, Koichi Akashi, Eishi Baba
  • 学会等名: 第19回 幹細胞シンポジウム
• [学会発表] DNMT3B maintains the organoid-formation ability of left-sided colorectal cancer derived from patients (2022)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Taguchi, Isobe Taichi, Yoshikane Kikushige, Shohei Ueno, Kenji Tsuchihashi, Hiroshi Ariyama, Koichi Akashi, Eishi Baba
  • 学会等名: 第81回 日本癌学会学術集会
• [学会発表] The amplification of TPX2 is a potential biomarker of oxaliplatin-susceptibility in colorectal cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Shohei Ueno, Isobe Taichi, Ryosuke Taguchi, Kenji Tsuchihashi, Hiroshi Ariyama, Koichi Akashi, Eishi Baba
  • 学会等名: 第81回 日本癌学会学術集会
• [学会発表] DNMT3B contributes to the organoid-formation ability of colorectal-cancer cells derived from patients. (2022)
  • 著者名/発表者名: 田口 綾祐
  • 学会等名: 第19回日本臨床腫瘍学会学術集会