| 研究課題/領域番号 |
22K07163
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分50010:腫瘍生物学関連
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
伊藤 剛 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (60607563)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 細胞分裂 / がん微小環境 / CAF / 巨核・多核 / がん間質 / 癌関連線維芽細胞 / 多形型 / 間質細胞 / 巨核・多核癌細胞 / サイトカイン / 浸潤 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
癌細胞に教育された間質細胞は癌の浸潤や播種を促進する。申請者は (I) CAF (癌教育後の間質線維芽細胞) の刺激は、分裂した癌娘細胞を細胞集団からリリースさせる新規な癌分散機構を見出した。また、(II) 通常の単核癌細胞をマウス各臓器に移植した結果、膵臓や脂肪組織で巨核・多核の癌細胞 (GMN癌細胞) の出現する一方で、GMNを皮下移植すると、さらに多くのprogeny (子孫) 癌細胞が分裂して、誕生することを見つけた。本課題では個々のメカニズムを明らかにしていく。これらの進行を間質細胞が制御している事を検討する。
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| 研究実績の概要 |
本課題では、がん微小環境における癌細胞集団が分散する過程や巨核・多核の異質な癌細胞の産生や増殖メカニズムについて検討し、これらを明らかにする。
我々は、癌分散が癌細胞の分裂期進行と関係することを見出し、これを数値化した。癌組織には巨核・多核癌細胞が散見される場合があり（病理診断：多形型と判別）、癌増悪を加速させることが知られている。我々は、この巨核・多核癌細胞をGMN癌細胞と名付け（Giant /Multi-Nucleated cancer cells）、CAF（Cancer associated fibroblasts: 癌関連線維芽細胞）からの刺激により、GMN癌細胞集団もまた分散することを見出した。
また、がん組織内でのGMN癌細胞と間質細胞との相互作用（In vitro）に関する分子経路を明らかにした。GMN癌細胞は単核の癌細胞と比較して、遺伝子発現パターンが異なることを明らかとした。特に、巨核・多核癌細胞に固有の分子パスウェイに注目し、GMN癌細胞と間質細胞との特有な細胞応答へと連携することを見出した。
前年度では、癌細胞の分散に関する新たな知見を得ることができた。組織における癌分散を抑制できれば、癌浸潤範囲の縮小や癌転移の抑制につながるため、癌生存率を向上させる可能性が考えられた。また、巨核・多核癌細胞に対するがん医療は進んでおらず、本成果はこの癌細胞に対する分子ターゲットを提示することができる。
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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
1. 口腔扁平上皮癌細胞株SAS細胞により構築された癌nest（癌巣）はCAF培養上清の添加により、細胞間接着が解除されて癌細胞集団が分散していく。この過程を追跡するために癌細胞核の中心座標を10分間隔で測定した（24時間撮影）。座標データから癌細胞の挙動を解析した結果、nest中心部での細胞分裂開始とともに周辺細胞（間期細胞）が大幅に移動する様子を数値化できた。またnest辺縁部でも細胞分裂終盤にかけてnestから解離する様子を数値化できた。
2. SAS細胞をスフェロイド様にして、ゲルに包埋した場合での細胞分裂による増殖を確認した。また、微小管重合阻害剤ノコダゾール処理により、巨核・多核としたGMN-SAS細胞でもスフェロイドを構築することができ、ゲル内での細胞分裂が認められた。これらスフェロイドを包埋したゲルにCAF培養上清を含む培地で培養した結果、スフェロイドの分散が確認された。オートフォーカスでの長時間撮影が困難であったため、分裂期細胞のみを撮影することで3次元での細胞分裂と癌分散の関連を捉えていく。
3. 単核のSASとGMN-SASの遺伝子発現をmRNAマイクロアレイにより比較した。GMN-SASではサイトカインやケモカイン発現が大幅に上昇していた。また、癌関連遺伝子の発現増加も認められた。さらに、がん間質におけるGMN癌細胞と間質細胞の相互作用を明らかにするために、GMN-SASをCAF培養上清により刺激した結果、癌関連遺伝子が大幅に上昇することを見出した。
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| 今後の研究の推進方策 |
癌スフェロイドの分散・解析を進めていく。当初の研究に加えてGMN癌細胞の癌分散についても明らかにしていく。In vitroでの研究より、GMN癌細胞の遺伝子発現はコントロール細胞とは大きく異なることがわかった。また、間質細胞とGMN癌細胞との相互作用は通常の癌細胞と異なる応答を示すことがわかった。前年度、マウス腫瘍から摘出した癌細胞とその他の細胞を区分し、それらの培養を進めた。これらの細胞を用いて研究課題であるin vivoにおける間質細胞による癌細胞分裂の制御機構の分子メカニズムを明らかにしていく。
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