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びまん性胃がん及び周辺組織におけるシングルセルオミクス解析

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1012
補助金の研究課題番号 22J20462 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分50010:腫瘍生物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

坪坂 歩  東京大学, 大学院医学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2024年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード胃癌 / scRNA-seq / 空間トランスクリプトーム / 空間遺伝子発現解析
研究開始時の研究の概要

胃癌は国内臓器別死亡数3位であり、日本を含む東アジア地域に多い。特にびまん性胃癌は予後が極めて不良かつ若年発症することも知られており、早期発見や治療標的の同定が喫緊の課題である。本研究ではびまん性胃癌を対象にシングルセルゲノミクス解析を行う。ゲノム解析で得られた知見をヒト組織やびまん性胃がんモデルマウスのin vivoでの分子生物学的解析を行い、びまん性胃がんの発癌分子メカニズムの解明および新規の早期診断マーカー・治療標的分子の同定を達成し、臨床応用可能な知見の発見・予後の改善を目指す。

研究実績の概要

複数サンプルで同一症例シングルセルRNA-seq (scRNA-seq)・一細胞空間トランスクリプトーム解析を行った。一部の症例では腫瘍サンプル由来のマウスPDXモデル及び細胞株樹立も成功しており、検証実験なども行う準備ができつつある。空間トランスクリプトーム解析では昨年度作成したscRNA-seqデータセットをリファレンスとすることで、正常組織において、組織像と対応した細胞アノテーションの作成及び空間情報を含んだ細胞間相互作用解析に成功し、論文として受理された。今後はがん組織においてもscRNA-seqのデータセットを用いた細胞アノテーション解析や空間細胞間相互作用解析を行い、がん組織の微小環境や微小浸潤解析など、臨床的にも重要ながん生物学の知見の探索を行う予定である。また、4年間で蓄積してきたwhole genome sequenceやBulk RNA sequence、scRNA-seqのデータ、病理組織画像と空間トランスクリプトームのデータを統合して、胃癌の病理学・分子生物学的に新たな分類を行っていく。

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

二年目以降の目標として、(1) 前処理及び細胞種の同定、(2)癌の分化の類推、癌幹細胞の同定、細胞間相互作用の網羅的解析、(3)解析結果から仮説を建てて、モデルマウスでの検証することを挙げた。
(1)に関して、scRNA-seqデータセットは昨年度の時点で既に詳細なクラスタリングが可能であった。新たに可能になった空間トランスクリプトーム解析のデータ解析においてもクラスタリングを行い、組織像と対応したアノテーション結果が得られている。
(2)に関しては、特に空間トランスクリプトームを用いて空間情報を含んだ細胞間相互作用を同定することが可能になっており、実際のがん組織でいくつか新規の微小環境の相互作用の候補を同定できている。
(3)に関しては、(2)の解析結果に応じて免疫染色等のscRNA-seqやin situ hybridizationとは異なるモダリティで検討を行い、in vitroやin vivoの実験系を用いて生物学的意義の検証を行なっていく方針である。

今後の研究の推進方策

scRNA-seq及び空間トランスクリプトームについて、細胞間相互作用や微小領域の発現変動遺伝子探索などの詳細な下流解析を行う。特に空間トランスクリプトーム解析は解析手法が発展途上であるため、さまざまな手法でデータ解析を行い、適宜解析パイプラインを見直すことが必要である。
現時点では空間トランスクリプトームでは遺伝子数が限られるという技術的限界があるので、同一症例scRNA-seqを用いた発現情報の推定解析を実施する。これまではscRNA-seq単独では難しかった空間情報を含めた腫瘍微小環境や浸潤部の解析などを行い、治療ターゲットや腫瘍の進展・転移に重要な因子を同定し、in vitro・in vivoで検証し、臨床応用に近い発見に繋げる。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Stomach encyclopedia: Combined single-cell and spatial transcriptomics reveal cell diversity and homeostatic regulation of human stomach2023

    • 著者名/発表者名
      Tsubosaka Ayumu、Komura Daisuke、Kakiuchi Miwako、Katoh Hiroto、Onoyama Takumi、Yamamoto Asami、Abe Hiroyuki、Seto Yasuyuki、Ushiku Tetsuo、Ishikawa Shumpei
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 号: 10 ページ: 113236-113236

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.113236

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-Cell Transcriptome Analyses Reveal the Cell Diversity and Developmental Features of Human Gastric and Metaplastic Mucosa2022

    • 著者名/発表者名
      Tsubosaka Ayumu、Komura Daisuke、Katoh Hiroto、Kakiuchi Miwako、Onoyama Takumi、Yamamoto Asami、Abe Hiroyuki、Seto Yasuyuki、Ushiku Tetsuo、Ishikawa Shumpei
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2022.05.22.493006

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [学会発表] Combined Single-Cell RNA-seq and Spatial Transcriptomes Analyses of Human Normal and Intestinal Metaplastic Gastric Mucosa2023

    • 著者名/発表者名
      Ayumu Tsubosaka, Miwako Kakiuchi, Daisuke Komura, Hiroto Katoh, Tetsuo Ushiku, Shumpei Ishikawa
    • 学会等名
      2023 Human Cell Atlas General Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated Single-Cell RNA Sequencing and Spatial Transcriptomic Analyses of Human Normal and Metaplastic Gastric Mucosa2023

    • 著者名/発表者名
      坪坂歩、垣内美和子、河村大輔、加藤洋人、牛久哲男、石川俊平
    • 学会等名
      第82回日本癌学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Deciphering Gastric Mucosal Homeostasis in Health and Disease via Comprehensive Single-Cell and Spatial Transcriptomics2023

    • 著者名/発表者名
      坪坂歩、垣内美和子、河村大輔、加藤洋人、牛久哲男、石川俊平
    • 学会等名
      第14回国際ゲノム会議
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated single-cell RNA sequencing and spatial transcriptomic analyses of human normal and metaplastic gastric mucosa2023

    • 著者名/発表者名
      Ayumu Tsubosaka, Miwako Kakiuchi, Daisuke Komura, Hiroto Katoh, Tetsuo Ushiku, Shumpei Ishikawa
    • 学会等名
      Single Cell Analyses
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シングルセルRNA-seqと空間トランスクリプトーム解析の統合による胃の恒常性解明2023

    • 著者名/発表者名
      坪坂歩、垣内美和子、河村大輔、加藤洋人、牛久哲男、石川俊平
    • 学会等名
      第23回分子予防環境医学研究会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト正常及び腸上皮化生胃粘膜におけるシングルセル・空間遺伝子の統合的解析.2023

    • 著者名/発表者名
      坪坂歩、河村大輔、加藤洋人、垣内美和子、石川俊平
    • 学会等名
      第93回日本衛生学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト正常及び腸上皮化生胃粘膜のシングルセルRNAseq解析による胃細胞アトラスの構築.2022

    • 著者名/発表者名
      坪坂歩、垣内美和子、加藤洋人、河村大輔、石川俊平
    • 学会等名
      第111回日本病理学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト正常及び腸上皮化生胃粘膜におけるシングルセル解析による胃細胞アトラスの構築.2022

    • 著者名/発表者名
      坪坂歩、河村大輔、加藤洋人、垣内美和子、石川俊平
    • 学会等名
      シングルセルゲノミクス研究会2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Single-Cell Transcriptome Analyses of Human Normal and Intestinal Metaplastic Gastric Mucosa.2022

    • 著者名/発表者名
      Ayumu Tsubosaka, Daisuke Komura, Hiroto Katoh, Miwako Kakiuchi, Shumpei Ishikawa
    • 学会等名
      第81回日本癌学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Large scale single cell atlas of human stomach revealed stem cell and developmental regulation in normal and metaplastic state.2022

    • 著者名/発表者名
      Ayumu Tsubosaka, Daisuke Komura, Hiroto Katoh, Miwako Kakiuchi, Shumpei Ishikawa
    • 学会等名
      Cell Symposia: Hallmarks of Cancer
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-12-25  

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