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尿路性器癌における全身循環細菌叢及び細菌関連代謝が構築する癌局所免疫状態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23K24472
補助金の研究課題番号 22H03213 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分56030:泌尿器科学関連
研究機関大阪大学

研究代表者

河嶋 厚成  大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (50746568)

研究分担者 木村 友則  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい准教授 (00631300)
元岡 大祐  大阪大学, 微生物病研究所, 講師 (10636830)
西塔 拓郎  大阪大学, 大学院医学系研究科, 助教 (20646468)
野々村 祝夫  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (30263263)
和田 尚  大阪大学, 大学院医学系研究科, 特任教授(常勤) (70243459)
神宮司 健太郎  大阪大学, 大学院薬学研究科, 特任講師(常勤) (80707571)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード血液内細菌叢 / 細菌関連代謝物 / 癌免疫療法 / Firmicutes / 制御性T細胞 / 細胞外小胞 / Cutibacterium acnes / エクソソーム / 腎細胞癌 / 尿路上皮癌 / 血管新生 / CD31 / Dアミノ酸 / 細菌叢 / 血液
研究開始時の研究の概要

近年、ヒト血液内に細菌遺伝情報が循環していることが明らかになり、我々は血清内エクソソームが細菌遺伝情報を、またD-アミノ酸が細菌代謝情報を全身に伝える“媒体”であると考え、その存在と臨床的意義の解明を目的として研究を行っている。当研究では、尿路性器癌患者で、癌局所免疫状態と関連する細菌種ならびにD-アミノ酸の同定を行い、現存の癌免疫療法に対する免疫賦活を目的とした治療薬の開発を目指す。

研究実績の概要

ヒト生体内では、腸内細菌のみならず血液中にも細菌の遺伝情報が存在し、宿主にとって臨床的影響を与えることが報告された。本研究では、尿路上皮癌患者ならびに腎細胞癌患者における血液中に細菌遺伝情報が存在すること、及び宿主に対する臨床的意義を明らかにすることを目的とする。
我々は腎細胞癌患者血清由来の細胞外小胞からSphingomonadales, TM7-1, Bacteroidiaの3種を用いたBTS indexを作成し、高率な診断能を有する細菌遺伝情報に基づいた血液診断マーカーを創生した。その一つであるBacteroidiaが腎癌組織内制御性T細胞の特徴を有するCD4陽性T細胞Fr.V(PD-1low Tim-3+ CD4+) (Kawashima et al. Sci Rep 2020)の発現と相関することを明らかにし、ニボルマブ治療を行った腎細胞癌患者の予後不良因子となることを明らかにした。
次に、血液由来細胞外小胞由来細菌DNAの生物学的意義を明らかにするため、腎細胞癌患者において癌組織由来ならびに血清由来EVに共通するCutibacterium acnesに注目した。Cutibacterium acnesから血清細胞外小胞を抽出し、in vitroならびにin vivoにおいて腎細胞癌に与える影響を検討した。その結果、コントロールとして使用したE-coliの細胞外小胞と比較して、Cutibacterium acnesの細胞外小胞は増殖能や浸潤能の増加をきたし、in vivoでは、腫瘍領域での取り込みならびに血管新生の誘導を呈し、腫瘍サイズの有意な増大につながった。
以上から細菌由来細胞外小胞は腎細胞癌において重要な働きを有していることを明らかにすることができた。

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

16s rRNAから得られた血液細胞外小胞を用いて、癌へ与える影響を明らかにすることができた。

今後の研究の推進方策

現在、16s rRNAメタゲノム解析から得られたデータをもとに、ヒトでの血液内エクソソーム由来細菌遺伝情報の重要性を明らかにすることができた。一方、今回得られている血液内エクソソーム由来細菌遺伝情報の出所を明らかにできていない。今後は、我々が解析を行っている血液内エクソソーム由来細菌遺伝情報がどの細胞由来であるのかを、マウスを使用して検証していく。
また、16s rRNAメタゲノム解析は、細菌階層において属までの同定が限界とされている。一方、現在ショットガンメタゲノム解析まで行うことが可能となっており、細菌種の同定が可能となっている。この情報を用いて診断マーカーの確立ならびに治療効果判定マーカーの確立を行っていく予定である。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Cutibacterium acnes‐derived extracellular vesicles promote tumor growth in renal cell carcinoma2024

    • 著者名/発表者名
      Jingushi Kentaro、Kawashima Atsunari、Tanikawa Sayaka、Saito Takuro、Yamamoto Akinaru、Uemura Toshihiro、Sassi Nesrine、Ishizuya Yu、Yamamoto Yoshiyuki、Kato Taigo、Hatano Koji、Hase Hiroaki、Nonomura Norio、Tsujikawa Kazutake
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 1 号: 8 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1111/cas.16202

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bacteria-derived DNA in serum extracellular vesicles are biomarkers for renal cell carcinoma2023

    • 著者名/発表者名
      Uemura Toshihiro、Kawashima Atsunari、Jingushi Kentaro、Motooka Daisuke、Saito Takuro、Nesrine Sassi、Oka Toshiki、Okuda Yohei、Yamamoto Akinaru、Yamamichi Gaku、Tomiyama Eisuke、Ishizuya Yu、Yamamoto Yoshiyuki、Kato Taigo、Hatano Koji、Tsujikawa Kazutake、Wada Hisashi、Nonomura Norio
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 9 号: 9 ページ: e19800-e19800

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e19800

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Circulating extracellular vesicles carrying Firmicutes reflective of the local immune status may predict clinical response to pembrolizumab in urothelial carcinoma patients2022

    • 著者名/発表者名
      Jingushi Kentaro,Kawashima Atsunari、Saito Takuro、Kanazawa Takayuki、Motooka Daisuke、Kimura Tomonori、Mita Masashi、Yamamoto Akinaru、Uemura Toshihiro、Yamamichi Gaku、Okada Koichi、Tomiyama Eisuke、Koh Yoko、Matsushita Makoto、Kato Taigo、Hatano Koji、Uemura Motohide、Tsujikawa Kazutake、Wada Hisashi、Nonomura Norio
    • 雑誌名

      Cancer Immunology, Immunotherapy

      巻: 71 号: 12 ページ: 2999-3011

    • DOI

      10.1007/s00262-022-03213-5

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of Blood-based Diagnostic Markers of Urothelial Carcinoma Using Chiral Amino Acids2023

    • 著者名/発表者名
      Atunari Kawashima et al.
    • 学会等名
      米国泌尿器科学会総会 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] D-asparagine could become a novel blood-based diagnostic marker for urothelial carcinoma patients.2023

    • 著者名/発表者名
      Atunari Kawashima et al.
    • 学会等名
      EMUC 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 4.Development of novel cancer immunotherapy based on the circulating microbiome2023

    • 著者名/発表者名
      河嶋厚成ら
    • 学会等名
      第110回 日本泌尿器科学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 16.血液内細菌遺伝情報・代謝情報に基づいた新規バイオマーカーの開発2023

    • 著者名/発表者名
      河嶋厚成
    • 学会等名
      Urologist Forum in Osaka 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 20.尿路性器癌患者の血液内細菌遺伝情報を用いた予後予測リキッドバイオプシーの可能性2023

    • 著者名/発表者名
      河嶋厚成ら
    • 学会等名
      第61回 日本癌治療学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Bacteria-derived DNA in serum extracellular vesicles could become a novel diagnostic biomarker for renal cell carcinoma2023

    • 著者名/発表者名
      植村俊彦
    • 学会等名
      第110回日本泌尿器科学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 尿路上皮癌患者の生体内で特異的に高値を示すキラルアミノ酸の同定2023

    • 著者名/発表者名
      山本顕生
    • 学会等名
      泌尿器分子細胞研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血液中の細胞外小胞に含まれる細菌由来DNAは腎癌の新規診断マーカーとなる2023

    • 著者名/発表者名
      植村俊彦
    • 学会等名
      泌尿器分子細胞研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 尿路上皮癌における血中循環細胞外小胞内Firmicutes門の遺伝情報は癌局所内免疫状態を反映し癌免疫療法の治療効果を予測できる2022

    • 著者名/発表者名
      山本顕生
    • 学会等名
      日本分子腫瘍マーカー研究会プログラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血液中の細胞外小胞に含まれる細菌由来DNAは腎癌の新規診断マーカーとなる2022

    • 著者名/発表者名
      植村俊彦
    • 学会等名
      泌尿器科学会中部総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血液内細菌叢の多様性は、癌免疫療法の治療効果を予測する2022

    • 著者名/発表者名
      河嶋厚成
    • 学会等名
      日本泌尿器腫瘍学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [産業財産権] 癌の種類についての情報を提供する方法2023

    • 発明者名
      河嶋厚成、野々村祝夫、今村亮一、山本顕生、木村友則、三田真史
    • 権利者名
      河嶋厚成、野々村祝夫、今村亮一、山本顕生、木村友則、三田真史
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2023-036041
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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