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MRSによるInvasion nicheを標的とした膠芽腫幹細胞の機能解析と破綻環境の探索

研究課題

研究課題/領域番号 23K19543
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0901:腫瘍学およびその関連分野
研究機関愛媛大学

研究代表者

西川 真弘  愛媛大学, 医学部附属病院, 助教 (20794308)

研究期間 (年度) 2023-08-31 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワード膠芽腫 / glioma stem cell / invasion / MRS / glioma stem-like cell / invasion niche / MR spectroscopy
研究開始時の研究の概要

膠芽腫の再発は摘出腔周辺からの局所再発が最も多く、その原因として摘出腔辺縁に残存
したGlioma stem cell(GSC)の関与が示唆されているが、GSCの膠芽腫再発機序については未だ不明のままである。GSCは微小環境の変化に応じてその特性を変化させている可能性が否定できない。そこで、本研究では腫瘍辺縁部の微小環境におけるGSCのエネルギー代謝に着目し、解糖系関連の酵素発現やGSCのミトコンドリア機能を解析するだけでなく、代謝産物の発現性をMRSにより評価することで、患者個々のGSCの特性や浸潤範囲を把握するだけでなく、幹細胞性の破綻を惹起する革新的な治療法の開発を目的とする。

研究実績の概要

膠芽腫の辺縁部に存在する腫瘍幹細胞(GSC)は、その強い浸潤性と放射線化学療法抵抗性により腫瘍再発の大きな要因となっている。我々は、メチオニンPET-CT(Met-PET)を用いて膠芽腫辺縁部の浸潤病態を調べてきたが、施行できる施設も限られており普遍的な検査法ではないため新たな評価方法を必要としている。そこで、膠芽腫辺縁部の浸潤組織および腫瘍細胞の糖代謝を解析することにより、MRSにて腫瘍辺縁部の浸潤範囲および浸潤の程度を評価できる方法の確立を目指した。膠芽腫患者20例を対象とし、術前のMRIとMet-PETを用いて高浸潤型と低浸潤型の2群に分類し、辺縁部の腫瘍摘出組織において解糖系酵素であるLactate dehydrogenase-A(LDH-A)とTCA代謝系酵素のPyruvate dehydrogenase(PDH)の発現を調べた。また、浸潤度の異なる培養GSCでのLDH-AとPDHの発現を調べた。画像上、高浸潤型の膠芽腫組織では低浸潤型組織と比較してLDH-Aが有意に高発現していたが、低浸潤型ではPDHが有意に高発現していた。また、高浸潤性GSCは低浸潤性GSCと比較してLDH-Aの発現が有意に高く、PDHの発現が有意に低かった。

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

高浸潤型膠芽腫の腫瘍辺縁部組織および同部由来の培養GSCのいずれにおいても、糖代謝の経路としてaerobic glycolysisが優勢であった。MRSを用いて同部位の乳酸値を測定することは、膠芽腫患者の病態判断に加え、腫瘍辺縁部におけるGSC浸潤領域の予測に繋がる可能性が高いと考えられ、本研究は概ね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

対象患者の腫瘍辺縁部を標的部位としたMRSを施行しており、乳酸を含む様々な代謝産物の発現量を解析し、画像上の浸潤程度との関連性について検討を行う。さらにフラックスアナライザーを用いて、浸潤度の異なる培養GSCのミトコンドリア機能を解析する。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Berberine as a potential enhancer for 5-ALA-mediated fluorescence in glioblastoma: increasing detectability of infiltrating glioma stem cells to optimize 5-ALA-guided surgery2024

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Ohtsuka, Satoshi Suehiro, Akihiro Inoue, Takeharu Kunieda
    • 雑誌名

      Journal of neurosurgery

      巻: Publish Before Print 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3171/2023.12.jns231506

    • 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] A Narrative Review on CD44’s Role in Glioblastoma Invasion, Proliferation, and Tumor Recurrence2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Akihiro、Ohnishi Takanori、Nishikawa Masahiro、Ohtsuka Yoshihiro、Kusakabe Kosuke、Yano Hajime、Tanaka Junya、Kunieda Takeharu
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 15 号: 19 ページ: 4898-4898

    • DOI

      10.3390/cancers15194898

    • 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] Perioperative perampanel administration for early seizure prophylaxis in brain tumor patients2023

    • 著者名/発表者名
      Kusakabe Kosuke、Inoue Akihiro、Watanabe Hideaki、Nakamura Yawara、Nishikawa Masahiro、Ohtsuka Yoshihiro、Ogura Masahiro、Shigekawa Seiji、Taniwaki Mashio、Kitazawa Riko、Kunieda Takeharu
    • 雑誌名

      Surgical Neurology International

      巻: 14 ページ: 287-287

    • DOI

      10.25259/sni_495_2023

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of CD44 as a Reliable Biomarker for Glioblastoma Invasion: Based on Magnetic Resonance Imaging and Spectroscopic Analysis of 5-Aminolevulinic Acid Fluorescence2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Akihiro、Ohnishi Takanori、Nishikawa Masahiro、Watanabe Hideaki、Kusakabe Kosuke、Taniwaki Mashio、Yano Hajime、Ohtsuka Yoshihiro、Matsumoto Shirabe、Suehiro Satoshi、Yamashita Daisuke、Shigekawa Seiji、Takahashi Hisaaki、Kitazawa Riko、Tanaka Junya、Kunieda Takeharu
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 11 号: 9 ページ: 2369-2369

    • DOI

      10.3390/biomedicines11092369

    • 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] Role of amide proton transfer imaging in maximizing tumor resection in malignant glioma: a possibility to take the place of 11C-methionine positron emission tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Akihiro、Watanabe Hideaki、Kusakabe Kosuke、Nishikawa Masahiro、Shiraishi Yasuhiro、Taniwaki Mashio、Takimoto Yoshihiro、Harada Mizusa、Furumochi Taichi、Shigekawa Seiji、Kitazawa Riko、Kido Teruhito、Ohnishi Takanori、Kunieda Takeharu
    • 雑誌名

      Neurosurgical Review

      巻: 46 号: 1 ページ: 294-294

    • DOI

      10.1007/s10143-023-02202-1

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Hypoxia-regulated expression of CD44 and osteopontincan change the phenotype of glioma stem-like cells from highly invasive to less invasive/proliferative tumors in glioblastoma2023

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa M, Inoue A, Ohnishi T, Ozaki S, Suehiro S, Kohno S, Ohue S, Watanabe H, Kunieda T
    • 学会等名
      SNO 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 膠芽腫再発の鍵となる腫瘍幹細胞における低酸素環境下の形質転換2023

    • 著者名/発表者名
      西川真弘 井上明宏 大西丘倫 尾崎沙耶 松本 調 末廣 諭 山下 大介 重川 誠二 渡邉 英昭 國枝 武治
    • 学会等名
      第41回 日本脳腫瘍学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2023-09-11   更新日: 2024-12-25  

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