空間的オミクス技術による非淡明細胞型腎細胞癌の腫瘍エコシステムの包括的解明

• 研究課題/領域番号: 23K24474
• 補助金の研究課題番号: 22H03215 (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: 熊本大学
• 研究代表者: 馬場 理也 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 助教 (10347304)
• 研究分担者: 神波 大己 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (20402836) ; 長嶋 洋治 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (10217995) ; 宮脇 恒太 九州大学, 大学病院, 助教 (50774709) ; 中村 英二郎 国立研究開発法人国立がん研究センター, 中央病院, 医長 (90293878) ; 田中 靖人 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (90336694)
• 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: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2024年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2023年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 非淡明細胞型腎細胞癌 / 空間的オミクス解析 / 腫瘍微小環境

研究開始時の研究の概要

ゲノム解析やオミクス解析データの蓄積から、がんにおける遺伝子変異やゲノム再構成が明らかにされてきた。一方で腫瘍組織はがん細胞だけではなく、線維芽細胞や間質、血管内皮細胞や壁細胞、腫瘍関連マクロファージやリンパ球をはじめとする免疫担当細胞等と共に極めて複雑な相互作用からなる腫瘍生態系（エコシステム）を形成しており、がん細胞単独のゲノム解析で発がんやがんの進展を理解するという従来の研究手法には限界がある。本研究では、転座腎細胞癌において、組織内の位置情報を保持したオミクス解析（空間的オミクス解析）を行う事で、腫瘍組織の複雑な細胞間相互作用ネットワークを紐解く。

研究実績の概要

腎細胞癌のおよそ2割を占める非淡明細胞型腎細胞癌(nccRCC)は、その進行例に対して確立した治療法は存在せず、発がん分子機構に基づいた新規治療法の開発が急務である。ゲノム解析やオミクス解析データの蓄積から、nccRCCにおける遺伝子変異やゲノム再構成が明らかにされてきた。一方で腫瘍組織はがん細胞だけではなく、線維芽細胞、血管内皮細胞、腫瘍関連マクロファージやリンパ球をはじめとする免疫担当細胞等と共に極めて複雑な相互作用からなる腫瘍生態系（エコシステム）を形成しており、がん細胞単独のゲノム解析で発がんやがんの進展を理解するという従来の研究手法には限界がある。本研究では、組織内の位置情報を保持したオミクス解析（空間的オミクス解析）を行う事で、nccRCC腫瘍組織の複雑な細胞間相互作用ネットワークを紐解く。
これまでに、腫瘍組織をAMACR陽性腫瘍細胞とAMACR陰性非腫瘍細胞に分け、更にCD31陽性血管内皮細胞とCD31陰性非血管内皮細胞に分けて、空間的トランスクリプトーム解析を実施した。更に、解析領域内(AOI)のCD31陽性細胞数と陰性細胞数からmicrovessel density(MVD)を算出し、AOI をMVD-high群とMVD-low群に分け、血管内皮細胞と非血管内皮細胞毎にクラスター解析を行った。MVD-high-AOIの非血管内皮細胞においては血管新生因子VEGFの発現が高く、空間的トランスクリプトーム解析の系が期待通りに機能していることが確認できた。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

腫瘍組織構成細胞の免疫染色をヒトnccRCC検体に対して実施し、各構成細胞数を定量した。その結果、対象nccRCC検体においては免疫担当細胞の浸潤が少なく、各AOI中にトランスクリプトーム解析を行うのに充分な免疫担当細胞が存在しないことが明らかとなった。そこで各AOIにおける免疫担当細胞のトランスクリプトーム解析は断念し、AOIのトランスクリプトームからDeconvolution解析を行い、各種免疫担当細胞の割合を推定することとした。

今後の研究の推進方策

ヒトnccRCC検体空間的トランスクリプトームのデータ解析を進める。各AOIにおいて、AMACR陽性腫瘍細胞、CD31陽性血管内皮細胞、AMACR陰性/CD31陰性間質細胞に分けてトランスクリプトーム解析を進める。また、AMACR陰性/CD31陰性間質細胞のトランスクリプトームデータからDeconvolution解析を行い、各AOIにおける各種免疫担当細胞の割合を推定する。これらの情報を腫瘍内の位置や病理組織像などの空間情報と統合して解析を行う。

研究成果

• [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)
• [国際共同研究] National Institutes of Health(米国)
• [雑誌論文] T1a Renal Cell Carcinoma With Metastasis: Japanese Society of Renal Cancer Retrospective Multi-institute Results (2023)
  • 著者名/発表者名: KATO TAIGO、WANG CONG、MASUMORI NAOYA、YAMASAKI TOSHINARI、MATSUMOTO HIROAKI、BABA MASAYA、ITO KEIICHI、KIMURA TAKAHIRO、KITAMURA HIROSHI、TAKAHASHI MASAYUKI、HONGO FUMIYA、HASINE KATSUYOSHI、ETO MASATOSHI、IKEDA JUN-ICHIRO、NONOMURA NORIO、SHINOHARA NOBUO
  • 雑誌名: Anticancer Research 巻: 43 号: 9 ページ: 4061-4065
  • DOI: 10.21873/anticanres.16595
  • 査読あり
• [雑誌論文] A stepwise and digital pattern of RSK phosphorylation determines the outcome of thymic selection (2023)
  • 著者名/発表者名: Funasaki Shintaro、Hatano Atsushi、Nakatsumi Hirokazu、Koga Daisuke、Sugahara Osamu、Yumimoto Kanae、Baba Masaya、Matsumoto Masaki、Nakayama Keiichi I.
  • 雑誌名: iScience 巻: 26 号: 9 ページ: 107552-107552
  • DOI: 10.1016/j.isci.2023.107552
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ANGPTL2‐mediated epigenetic repression of MHC‐I in tumor cells accelerates tumor immune evasion (2023)
  • 著者名/発表者名: Kadomatsu Tsuyoshi、Hara Chiaki、Kurahashi Ryoma、Horiguchi Haruki、Morinaga Jun、Miyata Keishi、Kurano Sohtaro、Kanemaru Hisashi、Fukushima Satoshi、Araki Kimi、Baba Masaya、Linehan W. Marston、Kamba Tomomi、Oike Yuichi
  • 雑誌名: Molecular Oncology 巻: 17 号: 12 ページ: 2637-2658
  • DOI: 10.1002/1878-0261.13490
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative analyses define differences between BHD-associated renal tumour and sporadic chromophobe renal cell carcinoma (2023)
  • 著者名/発表者名: Jikuya R, Johnson TA, Maejima K, An J, Ju YS, Lee H, Ha K, Song W, Kim Y, Okawa Y, Sasagawa S, Kanazashi Y, Fujita M, Imoto S, Furuya M, Kato I, Fujii S, Hamanoue H, Tamura T, Baba M, Suda T, Kodama T, Makiyama K, Yao M, Schmidt LS, Linehan WM, Nakagawa H, Hasumi H.
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 92 ページ: 104596-104596
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2023.104596
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] TFEB-translocated and -amplified renal cell carcinoma with VEGFA co-amplification: A case of long-term control by multimodal therapy including a vascular endothelial growth factor-receptor inhibitor (2023)
  • 著者名/発表者名: Takamori H, Maeshima AM, Kato I, Baba M, Nakamura E, Matsui Y.
  • 雑誌名: IJU Case Rep. 巻: 10.1002/iju5.12575. 号: 3 ページ: 161-164
  • DOI: 10.1002/iju5.12575
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MiT/TFE Family Renal Cell Carcinoma. (2023)
  • 著者名/発表者名: Tang J, Baba M.
  • 雑誌名: Genes 巻: 14 号: 1 ページ: 151-151
  • DOI: 10.3390/genes14010151
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TFE3-immunopositive papillary renal cell carcinoma: A clinicopathological, immunohistochemical, and genetic study (2023)
  • 著者名/発表者名: Takamatsu D, Kohashi K, Kiyozawa D, Kinoshita F, Ieiri K, Baba M, Eto M, Oda Y.
  • 雑誌名: Pathol Res Pract. 巻: 242 ページ: 154313-154313
  • DOI: 10.1016/j.prp.2023.154313
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Single-cell transcriptomes underscore genetically distinct tumor characteristics and microenvironment for hereditary kidney cancers (2022)
  • 著者名/発表者名: Jikuya R, Murakami K, Nishiyama A, Kato I, Furuya M, Nakabayashi J, Ramilowski JA, Hamanoue H, Maejima K, Fujita M, Mitome T, Ohtake S, Noguchi G, Kawaura S, Odaka H, Kawahara T, Komeya M, Shinoki R, Ueno D, Ito H, Ito Y, Muraoka K, Hayashi N, Kondo K, et.al.
  • 雑誌名: iScience 巻: 25(6) 号: 6 ページ: 104463-104463
  • DOI: 10.1016/j.isci.2022.104463
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Targeting chemoresistance in Xp11.2 translocation renal cell carcinoma using a novel polyamide?chlorambucil conjugate (2022)
  • 著者名/発表者名: Funasaki Shintaro、Mehanna Sally、Ma Wenjuan、Nishizawa Hidekazu、Kamikubo Yasuhiko、Sugiyama Hiroshi、Ikeda Shuji、Motoshima Takanobu、Hasumi Hisashi、Linehan W. Marston、Schmidt Laura S.、Ricketts Chris、Suda Toshio、Oike Yuichi、Kamba Tomomi、Baba Masaya
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: n/a 号: 7 ページ: 2352-2367
  • DOI: 10.1111/cas.15364
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Seventh BHD international symposium: recent scientific and clinical advancement. (2022)
  • 著者名/発表者名: Woodford MR, Andreou A, Baba M, van de Beek I, Di Malta C, Glykofridis I, Grimes H, Henske EP, Iliopoulos O, Kurihara M, Lazor R, Linehan WM, Matsumoto K, Marciniak SJ, Namba Y, Pause A, Rajan N, Ray A, Schmidt LS, Shi W, Steinlein OK, Thierauf J, Zoncu R, Webb A, Mollapour M.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 13 号: 1 ページ: 173-181
  • DOI: 10.18632/oncotarget.28176
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Role of Flcn in the molecular regulation of kidney development (2024)
  • 著者名/発表者名: Ola Shalaby, Takaaki Ito, Masaya Baba
  • 学会等名: 第113回日本病理学会総会
• [学会発表] CRISPR/Cas9 genome wide screeningによる転座型腎細胞癌の転写制御機構の解明 (2024)
  • 著者名/発表者名: 西澤秀和、舟崎慎太郎、穴見 俊樹、倉橋 竜磨、元島 崇信、村上 洋嗣、矢津田 旬二、馬場 理也、神波 大己
  • 学会等名: 第54回腎癌研究会
• [学会発表] Elucidation of Transcriptional regulation in Translocation Renal Cell Carcinoma Using CRISPR/Cas9 Genome-Wide Screening (2024)
  • 著者名/発表者名: 西澤秀和、舟崎慎太郎、穴見 俊樹、倉橋 竜磨、元島 崇信、村上 洋嗣、矢津田 旬二、馬場 理也、神波 大己
  • 学会等名: 第111回日本泌尿器科学会総会
• [学会発表] CRISPR/Cas9 genome wide screeningによる転座型腎細胞癌の転写制御機構の解明 (2024)
  • 著者名/発表者名: 西澤秀和、舟崎慎太郎、元島崇信、矢津田旬二、馬場理也、神波大己
  • 学会等名: 第33回泌尿器科分子・細胞研究会
• [学会発表] Xp11.2転座腎細胞癌における低酸素応答経路活性化による発癌メカニズムの解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 舟崎 慎太郎、馬文娟、元島崇信、佐藤賢文、尾池雄一、蓮見壽史、須田年生、神波大己、馬場理也
  • 学会等名: 第82回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Xp11.2転座腎細胞癌における低酸素応答経路活性化による発癌メカニズムの解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 舟崎 慎太郎、馬文娟、元島崇信、西澤 秀和、蓮見壽史、佐藤賢文、尾池雄一、須田年生、神波大己、馬場理也
  • 学会等名: 110回日本泌尿器科学会総会
• [学会発表] CRISPR/Cas9ゲノムワイドスクリーニングを用いた転座型腎細胞癌の発がん機構の解明 (2023)
  • 著者名/発表者名: 西澤秀和, 舟崎慎太郎, 元島崇信, 矢津田旬二, 馬場理也, 神波大己
  • 学会等名: 第32回泌尿器科分子・細胞研究会
• [学会発表] CRISPR/Cas9 genome wide screening mediated clarification of carcinogenesis by a fusion TFE3 (2022)
  • 著者名/発表者名: 西澤秀和, 舟崎慎太郎, 元島崇信, 矢津田旬二, 馬場理也, 神波大己
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会
• [学会発表] Hypoxia response pathway controls tumor development in Xp11.2 translocation renal cell carcinoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Shintaro Funasaki, Wenjuan Ma, Takanobu Motoshima, Yorifumi Sato, Yuichi Oike, Hisashi Hasumi, Toshio Suda, Tomomi Kamba, Masaya Baba
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術総会