scRNA-seqを用いた食道癌TME内NK細胞の化学療法による機能的変化の解析

• 研究課題/領域番号: 21K08800
• 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55020:消化器外科学関連
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 森山 大樹 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (70586859)
• 研究分担者: 甲斐 昌也 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (10755242)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 腫瘍微小環境 / heterogeneity / scRNA-seq / 食道癌 / 食道扁平上皮癌 / NK細胞 / TME (腫瘍微小環境) / heterogeneity (不均一性) / 化学療法

研究開始時の研究の概要

TME (腫瘍微小環境) 内にはheterogeneityが存在し、これが癌の浸潤・転移・治療抵抗性に関与する。一方、腫瘍局所におけるNK細胞の殺細胞性を逃避する機序は明らかにされておらず、化学療法に暴露された局所のTME内におけるNK細胞の機能や各サブセットの変化についての過去の検討は皆無である。今回、NAC (術前補助化学療法) 前後の食道癌のTMEを、NK細胞に着目したscRNA-seq (single cell RNA-sequence) を用いて、NK細胞が癌に免疫逃避を許す機序と、NACがTME内NK細胞にもたらす機能的変化を特定する。

研究成果の概要

TME(腫瘍微小環境)内にはheterogeneityと言われる不均一性が存在し、このheterogeneityが癌の浸潤・転移・治療抵抗性に関与し、治療抵抗性に寄与している。今回我々は、遺伝子の網羅的発現解析を一細胞ごとに行うscRNA-seq (single cell RNA-sequence)を用いて、術前補助化学療法前後の食道癌におけるTMEの機能的変化を解明した。また胃癌においてもHER2陽性群でNK細胞の機能的不均一性を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

食道癌は近年、術前化学療法を含む集学的治療が発展してきたが、依然予後不良な疾患でありその治療抵抗性の克服は重大な課題である。進行食道癌では標準治療となった術前化学療法によるTMEの変化をscRNA-seq解析で解明することで、従来にはなかったアプローチで新規個別化治療に繋がる可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Tertiary lymphoid structures correlate with enhancement of antitumor immunity in esophageal squamous cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura Shoichi、Ohuchida Kenoki、Hayashi Masataka、Katayama Naoki、Tsutsumi Chikanori、Yamada Yutaka、Hisano Kyoko、Okuda Sho、Ohtsubo Yoshiki、Iwamoto Chika、Torata Nobuhiro、Mizuuchi Yusuke、Shindo Koji、Nakata Kohei、Moriyama Taiki、Morisaki Takashi、Oda Yoshinao、Nakamura Masafumi
  • 雑誌名: British Journal of Cancer 巻: 129 号: 8 ページ: 1314-1326
  • DOI: 10.1038/s41416-023-02396-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neoadjuvant chemotherapy enhances anti-tumor immune response of tumor microenvironment in human esophageal squamous cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Okuda Sho、Ohuchida Kenoki、Nakamura Shoichi、Tsutsumi Chikanori、Hisano Kyoko、Mochida Yuki、Kawata Jun、Ohtsubo Yoshiki、Shinkawa Tomohiko、Iwamoto Chika、Torata Nobuhiro、Mizuuchi Yusuke、Shindo Koji、Moriyama Taiki、Nakata Kohei、Torisu Takehiro、Morisaki Takashi、Kitazono Takanari、Oda Yoshinao、Nakamura Masafumi
  • 雑誌名: iScience 巻: 26 号: 4 ページ: 106480-106480
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.106480
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Single‐cell transcriptome analysis reveals functional changes in tumour‐infiltrating B lymphocytes after chemotherapy in oesophageal squamous cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Ohuchida K, Ohtsubo Y, Yamada Y, Tsutsumi C, Okuda S, Hisano K, Mochida Y, Shinkawa T, Iwamoto C, Torata N, Mizuuchi Y, Shindo K, Nakata K, Moriyama T, Torisu T, Nagai E, Morisaki T, Kitazono T, Oda Y, Nakamura M
  • 雑誌名: Clinical and Translational Medicine 巻: 13 号: 1
  • DOI: 10.1002/ctm2.1181
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Subtypes in pancreatic ductal adenocarcinoma based on niche factor dependency show distinct drug treatment responses (2022)
  • 著者名/発表者名: Shinkawa Tomohiko、Ohuchida Kenoki、Mochida Yuki、Sakihama Kukiko、Iwamoto Chika、Abe Toshiya、Ideno Noboru、Mizuuchi Yusuke、Shindo Koji、Ikenaga Naoki、Moriyama Taiki、Nakata Kohei、Oda Yoshinao、Nakamura Masafumi
  • 雑誌名: Journal of Experimental Clinical Cancer Research 巻: 41 号: 1 ページ: 89-89
  • DOI: 10.1186/s13046-022-02301-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] single cell RNA sequenceを用いた食道癌浸潤Bリンパ球における化学療法後の機能変動の詳細な解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 中村祥一、大内田研宙、堤親範、久野恭子、奥田翔、大坪慶志輝、寅田信博、水内祐介、進藤幸治、仲田興平、森山大樹、中村雅史
  • 学会等名: 第31回日本消化器関連学会週間（JDDW 2023）
• [学会発表] 三次リンパ組織様構造の有無に着目したCD8陽性Tリンパ球の機能に関するscRNA-seq解析 (2023)
  • 著者名/発表者名: 中村祥一、大内田研宙、片山直樹、堤親範、久野恭子、寅田信博、水内祐介、進藤幸治、仲田興平、中村雅史
  • 学会等名: 第44回癌免疫外科研究会
• [学会発表] シングルセル解析を用いた食道癌における制御性B細胞の検討 (2023)
  • 著者名/発表者名: 中村祥一、大内田研宙、堤親範、久野恭子、奥田翔、大坪慶志輝、寅田信博、水内祐介、進藤幸治、仲田興平、森山大樹、中村雅史
  • 学会等名: 第123回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] scRNA-seqを用いた食道扁平上皮癌浸潤T細胞に対する術前化学療法の影響の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 奥田翔、大内田研宙、寅田信博、水内祐介、進藤幸治、森山大樹、仲田興平、中村雅史
  • 学会等名: 第76回日本食道学会学術集会
• [学会発表] scRNA-seqを用いた食道扁平上皮癌浸潤マクロファージに対する術前化学療法の影響の解明 (2022)
  • 著者名/発表者名: 奥田翔、大内田研宙、寅田信博、永吉絹子、水内祐介、進藤幸治、池永直樹、森山大樹、仲田興平、中村雅史
  • 学会等名: 第77回日本消化器外科学会総会
• [学会発表] Single-cell RNA-sequenceを用いた食道扁平上皮癌微小環境中の樹状細胞の解析 (2022)
  • 著者名/発表者名: 奥田翔、大内田研宙、堤親範、中村祥一、久野恭子、持田郁己、大坪慶志輝、新川智彦、寅田信博、水内祐介、進藤幸治、森山大樹、仲田興平、中村雅史
  • 学会等名: 第122回日本外科学会定期学術集会
• [学会発表] Single-cell RNA-sequenceを用いた食道扁平上皮癌の免疫環境についての解析 (2021)
  • 著者名/発表者名: 奥田翔、大内田研宙、大坪慶志輝、中村祥一、久野恭子、持田郁己、新川智彦、寅田信博、水内祐介、進藤幸治、森山大樹、仲田興平、中村雅史
  • 学会等名: 第29回日本消化器関連学会週間（JDDW 2021）