オルガノイドとオミックス解析による頭頸部非扁平上皮癌の個別化医療モデルの開発

• 研究課題/領域番号: 21K09647
• 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56050:耳鼻咽喉科学関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 佐藤 亜矢子 (中目亜矢子) 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (00737736)
• 研究分担者: 古川 徹 東北大学, 医学系研究科, 教授 (30282122) ; 小川 武則 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 教授 (50375060)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 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); 2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 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: 唾液腺癌 / 頭頸部非扁平上皮癌 / オルガノイド / トランスレーショナルリサーチ / オミックス解析 / 個別化医療モデル

研究開始時の研究の概要

頭頸部に発生する多種多様な悪性腫瘍の総称である、頭頸部非扁平上皮癌に対して、根治・長期延命を目指せる薬物療法は確立されていない。その要因として研究資材となる培養細胞が存在しないことがあげられる。
本研究では、患者由来の多種多様な頭頸部非扁平上皮癌に対応したオルガノイド培養法を確立した上で、個別にオミックス解析・ドラッグスクリーニングを行い、有効な個別化医療法を確立する。また、多種多様な癌腫を含んだオルガノイドライブラリーを作成・解析することで、頭頸部非扁平上皮癌の早期発見や腫瘍増殖、治療感受性予測に有効な新規バイオマーカー、新規分子治療標的の同定を行う。研究資材提供の観点での有用性も期待される。

研究実績の概要

頭頸部に発生する多種多様な悪性腫瘍の総称であり、発生頻度の低い頭頸部非扁平上皮癌に対しては、根治・長期延命を目指せる薬物療法は確立されていない。
その要因として研究資材となる培養細胞が存在しないことがあげられる。
本研究では、患者由来の多種多様な頭頸部非扁平上皮癌に対応したオルガノイド培養法を確立した上で、個別にオミックス解析・ドラッグスクリーニングを行い、有効な個別化医療法を確立する。また、多種多様な癌腫を含んだオルガノイドライブラリーを作成・解析することで、頭頸部非扁平上皮癌の早期発見や腫瘍増殖、治療感受性予測に有効な新規バイオマーカー、新規分子治療標的の同定を行う。研究資材提供の観点での有用性も期待される。
本研究はこれまで樹立されていない頭頸部非扁平上皮癌のオルガノイド培養方法を確立し、昨今臨床的に導入されたゲノム診断に基づいた個別化医療の有効性を患者投与前に検証可能なモデルとして導入するトランスレーショナルリサーチとして、頭頸部癌診療に新たな方法を提供するものである。そこで、①患者由来頭頸部非扁平上皮癌オルガノイド培養法の確、②オミックス解析やドラッグスクリーニングから新規治療薬・バイオマーカーの同定、③オルガノイド培養とオミックス解析を組み合わせた個別化医療法開発を目的として研究を行う。
唾液腺癌24名から得た病理検体を用いて、オルガノイド培養および単層培養を行った。それぞれ70.8%および62.5%の確率で培養が可能だった。オルガノイドは、元の腫瘍の病理組織学的および遺伝子プロファイルのほとんどを保持しており、今後の個別化医療選択の可能性を示唆した。

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

唾液腺癌24症例から得た手術検体および生検検体の癌部分を採取し、細胞外マトリックスを豊富に含んだゲル中でオルガノイドを形成させながら3次元的培養を行った。また、培養に成功した腫瘍はオルガノイドライブラリーとして随時凍結保存した。
さらに、全エクソームシーケンスにて、遺伝子プロファイルを検討した。
頭頸部非扁平上皮癌は、稀少癌であり、今後も症例の蓄積に時間を要する。

今後の研究の推進方策

頭頸部非扁平上皮癌は、稀少癌であり、さらなる症例の蓄積を継続する必要がある。
また、オミックス解析、オルガノイド培養細胞株を用いた個別の治療感受性の評価、各癌腫ごとのエフェクター分子の同定などを進めながら、得られた知見を報告する予定である。