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膵癌におけるERKシグナルの揺らぎの観察と制御

研究課題

研究課題/領域番号 22K15510
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分50010:腫瘍生物学関連
研究機関地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所)

研究代表者

平塚 徹  地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 腫瘍増殖制御学部 主任研究員 (30893028)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードERK / 膵がん / 揺らぎ / ライブイメージング / オルガノイド / ゆらぎ
研究開始時の研究の概要

本研究は、細胞内シグナルであるEGFR-ERK経路に注目し、その時間的ダイナミクスが癌に与える影響を明らかにし、そのダイナミクスを考慮した新たな抗癌剤投与プログラムを創出することを目指す。申請者はこれまでに、正常上皮組織でERK活性が揺らぎでおり、それが細胞の増殖、分化に関与することを示している。そこで本研究では、ERK活性をただ低くするのではなく、「揺らがせる」ことを試みる。抗癌剤の投与をマイコン装置で制御することにより、様々な時間パターンのERK活性を作り出し、その効果を検証する。さらに、担癌マウスにおけるin vivo生体ライブイメージングを用い、生体における「揺らぎ」の効果を検証する。

研究成果の概要

本研究は、細胞内シグナルであるEGFR-ERK経路に注目し、その時間的ダイナミクスが癌に与える影響を検討した。10種類の患者由来膵がんオルガノイドにて、包括的なライブイメージングと自動画像解析による細胞およびオルガノイド認識を行い、がん細胞シグナルの不均一性を定量的に評価した。また、EGFR-ERKシグナル経路の阻害薬の効果の不均一性を同様に評価したほか、マウスにおける同所性担がんモデルの生体ライブイメージングを確立した。本研究により、細胞内シグナルの活性化タイミングと薬剤効果の関係が明らかとなり、将来の新規薬剤の開発や評価、さらには個別化医療の実現に寄与できるものと考えられる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、既存のオルガノイドを用いたがん研究のボトルネックとなっていた、(1)患者ごと、オルガノイドごとの不均一性の評価方法、(2)その時間による変化、(3)生体内環境がそれに与える影響、にアプローチしたものであり、学術的および臨床的意義の大きい研究であると言える。本手法は、他のがんや再生医学分野においても応用可能なアプローチであり、今後の波及効果が見込まれる。また、本研究にて得られた患者ごとのがん不均一性の定量的なデータは、将来の新規薬剤の開発や評価、さらには個別化医療の実現に寄与する実践的なものであると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] ヒト膵がんオルガノイドにおける包括的ライブイメージングアプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      平塚徹
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 膵癌オルガノイドにおけるERK MAPKシグナルの不均一性のライブイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      塚本祥子、待永明仁、垣内伸之、小川誠司、妹尾浩、東山繁樹、松田道行、平塚徹
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] In vivo ERK MAPK signaling dynamics in the orthotopic xenograft model of human patient-derived pancreatic cancer cells2023

    • 著者名/発表者名
      Houssam K Alkoussa、待永明仁、垣内伸之、小川誠司、妹尾浩、東山繁樹、松田道行、平塚徹
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 膵癌オルガノイドにおけるERK MAPKシグナルの不均一性のクローン進化過程2023

    • 著者名/発表者名
      平塚徹、塚本祥子、Houssam Al Koussa、待永明仁、垣内伸之、小川誠司、妹尾浩、東山繁樹、松田道行
    • 学会等名
      第75回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 患者由来の膵がんオルガノイドにおける定量的かつ包括的なERK MAPKシグナルダイナミクス解析2023

    • 著者名/発表者名
      塚本祥子、待永明仁、垣内伸之、小川誠司、妹尾浩、東山繁樹、松田道行、平塚徹
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The Quantitative Landscape of ERK MAPK Signal Dynamics in Patient-Derived Pancreatic Cancer Organoids2022

    • 著者名/発表者名
      Shoko Tsukamoto, Akihito Machinaga, Nobuyuki Kakiuchi, Seishi Ogawa, Hiroshi Seno, Shigeki Higashiyama, Michiyuki Matsuda, Toru Hiratsuka
    • 学会等名
      The 7th JCA AACR Special Joint Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The quantitative landscape of ERK MAPK signal dynamics in patient-derived pancreatic cancer organoids.2022

    • 著者名/発表者名
      Shoko Tsukamoto, Akihito Machinaga, Nobuyuki Kakiuchi, Seishi Ogawa, Hiroshi Seno, Shigeki Higashiyama, Michiyuki Matsuda, Toru Hiratsuka
    • 学会等名
      第81回 日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluctuating ERK signal during epidermal stem cell proliferation and differentiation2022

    • 著者名/発表者名
      Toru Hiratsuka, Ignacio Bordeau, Gunnar Preussner, Fiona Watt
    • 学会等名
      第74回 日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatiotemporal dynamics of ERK activity in human and mouse epidermal cells2022

    • 著者名/発表者名
      平塚 徹, Ignacio Bordeau, Gunnar Preussner, Fiona Watt
    • 学会等名
      第95回 日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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