乳がん肺転移ニッチを構成する肺線維芽細胞の多様性の理解と転移抑制治療への応用

• 研究課題/領域番号: 22K15515
• 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: 山口大学
• 研究代表者: 富永 香菜 山口大学, 大学院医学系研究科, 助教 (50779569)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
• キーワード: 乳がん / がん関連線維芽細胞 / 浸潤・転移 / 転移

研究開始時の研究の概要

乳がんの転移や再発に対する現行の治療効果は不十分であり、根治的治療の開発が望まれている。乳がんの代表的な転移先臓器である肺の間質には線維芽細胞が含まれているが、転移したがん細胞との相互作用や転移巣形成への関与の詳細は明らかになっていない。本研究計画では、乳がんの肺転移のマウスモデルを用いて、転移ニッチ形成に関わる肺線維芽細胞の多様性、不均一性を単一細胞レベルの網羅的遺伝子発現解析から解明し、肺転移ニッチ形成に寄与する真の鍵因子を明らかにすることを目的とする。

研究実績の概要

がん関連線維芽細胞（CAFs）はがん細胞との相互作用により腫瘍の悪性化に寄与している細胞である。先行研究にて、高転移性ヒト乳がん細胞を移植したマウスの肺転移巣の肺線維芽細胞においてCAFsのマーカータンパクの発現が亢進していることを発見し、転移巣でも線維芽細胞がCAFsの特徴を持つことを明らかにしている。本研究では、乳がんの肺転移をモデルとして、CAFsにより教育された高転移性乳がん細胞がどのようにがん幹細胞性を獲得し転移ニッチ形成に関わるのか、CAFsや肺線維芽細胞の相互作用に着目して遺伝子発現解析を行うことにより、腫瘍や肺転移巣形成の過程を分子レベルで解明することを目的とする。
本研究課題の研究期間中に、免疫不全マウスに同所移植したヒト乳がん細胞が転移する前後の肺線維芽細胞の遺伝子発現解析により、転移巣の肺線維芽細胞がCAFsのような特徴を獲得し、転移したがん細胞の増殖に寄与している可能性を見出した。加えて、乳がん細胞とCAFsを共培養することにより、スフェア形成能などのがん幹細胞性を獲得することを明らかにしている。

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

所属機関移動後に研究のセットアップを行い、再現性の確認のため高転移性乳がん細胞を移植後の肺転移巣のサンプルを取得し、遺伝子発現解析を実施することができた。また、乳がん幹細胞の腫瘍形成や転移能について、CAFsがどのように関与しているのかについて新たに知見を得ることができている。

今後の研究の推進方策

次年度は、がん転移前の正常線維芽細胞から転移巣形成前後で活性化線維芽細胞へと変化する過程を明らかにするために、転移巣形成前の肺線維芽細胞をコントロールとして、転移巣形成後に発現が上昇した鍵分子について着目して解析を行う。鍵分子の発現がある肺線維芽細胞をフローサイトメトリーにより分取し、各細胞からラベル付加したcDNAを合成しscRNAseqを行う。各細胞の特徴的な遺伝子発現パターンを元に細胞をクラスタリングする。さらに、GSEAやGCNA等のバイオインフォマティクスを駆使して、腫瘍発生から転移に至る過程の線維芽細胞の遺伝子発現プロファイルを決定する。