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次世代型オルガノイドライブラリー構築による腸内環境依存的な発癌機構の理解

研究課題

研究課題/領域番号 23K27404
補助金の研究課題番号 23H02713 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分49050:細菌学関連
研究機関群馬大学

研究代表者

佐々木 伸雄  群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (30777769)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2025年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードオルガノイド / 腸内細菌 / 大腸癌
研究開始時の研究の概要

本研究は, 腸内細菌情報を付与した新規大腸癌オルガノイドバンクの構築し,細菌依存的な発癌過程の分子基盤を理解することを目指す.本課題のオルガノイドバンク事業は従来のものと異なり,患者からオルガノイドを樹立するだけではなく,患者の腸内細菌叢も同時に調べるのが特徴である.申請者が開発したオルガノイド共培養システムを用いて機能的実証実験を実施し,腸内細菌依存的な大腸癌発症原理の新しい理解と洞察を目指す.

研究実績の概要

本課題の目的は,腸内環境に注目した新奇大腸癌発癌機構を解明することであり,そのために大腸癌由来オルガノイドの樹立(バイオバンク事業)と患者便の腸内細菌叢の解析を同時に実施する.初年度であるR5年度の実績として,各マイルストーン達成状況について以下のように報告する.
1. ヒト検体入手パイプラインの構築:所属大学医学部附属病院協力の下,大腸癌患者からヒト検体(大腸組織,便,血液)を入手するため,ヒト検体を用いた臨床研究の申請の準備を行った.本申請は本学IRBによって無事承認され,実際に我々は病理診断に影響が出ない大腸癌組織から10cm程度離れた正常腸管上皮組織を入手することに成功した.
2. ヒトオルガノイド培養条件の確立:当研究室ではマウス組織由来オルガノイドの培養系を立ち上げているが,ヒト組織由来オルガノイドの培養については初の試みであった.いくつかのヒト大腸オルガノイド培地条件を試したところ, IGF-1とFGF-2を添加する培地条件で,ヒト正常大腸オルガノイドを安定的に培養することができた.これまでに,3名の患者から正常組織由来オルガノイドの樹立に成功し,凍結ストックを作成した.
3. ヒト検体由来ゲノム解析:これまでにオルガノイド,血液,便,それぞれの組織からgenome DNAを抽出するプロトコルを確立した.実際に,これらの患者由来検体から十分量のgenome DNAを得ることに成功している.現在,これらのgenome DNAは凍結ストックを作成し,一定量のサンプルが集まった時点で,オルガノイドと血液由来genome DNAは全エクソームシーケンス解析,そして便由来bacteria genome DNAは16S rDNAシーケンス解析を実施する予定である.

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

当該年度は,申請時に計画していたマイルストーンについて全て滞りなく達成できた.また,本課題研究の重要なポイントであるヒトオルガノイドバンク事業の点についてだが,当研究室においても問題なくヒト検体由来からオルガノイドを樹立できたことから,本事業も問題なく推進できることが分かったため,おおむね順調に進展していると評価した.

今後の研究の推進方策

次年度以降は,引き続きヒト検体の収集することに注力し,バンク事業を拡大化を図る.目標値として,疾患オルガノイド=10株,正常部オルガノイド=10株の樹立,そしてバイオバンク作製を目指す.さらに次年度は樹立したオルガノイドの体細胞突然変異を明らかにするため,全エクソームシーケンスの実施とその解析パイプラインの構築を行う.
また,便検体を用いたbacteria genomeサンプルに関しても,次世代シーケンサーを用いたメタゲノム解析を行い,健常人と大腸癌患者間における腸内細菌叢の違いを明らかにする.その際に,生物統計解析を実施することで,大腸癌の発症に関連する微生物を同定する解析パイプラインの構築を行う.

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] D-amino Acids Ameliorate Experimental Colitis and Cholangitis by Inhibiting Growth of Proteobacteria: Potential Therapeutic Role in Inflammatory Bowel Disease2023

    • 著者名/発表者名
      Umeda Satoko、 Sujino Tomohisa、、、Shiomi Daisuke、Ashida Hiroshi、Kanai Takanori
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology

      巻: 16 号: 6 ページ: 1011-1031

    • DOI

      10.1016/j.jcmgh.2023.08.002

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] DNA damage‐induced cellular senescence is regulated by 53BP1 accumulation in the nuclear foci and phase separation2023

    • 著者名/発表者名
      Oda Tsukasa、Gotoh Nanami、Kasamatsu Tetsuhiro、Handa Hiroshi、Saitoh Takayuki、Sasaki Nobuo
    • 雑誌名

      Cell Proliferation

      巻: Cell Peolif. 2023 号: 6

    • DOI

      10.1111/cpr.13398

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] オルガノイド技術が切り拓く腸内細菌・栄養学2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木 伸雄
    • 学会等名
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト回腸由来オルガノイドを利用した胆汁酸トランスポーターASBT発現解析2023

    • 著者名/発表者名
      柳澤宏太, 宮内栄治, 齋藤貴之, 高島優季, 小林彰子, 佐々木伸雄
    • 学会等名
      第9回生体調節研究所内分泌代謝シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] DNA damage-induced cellular senescence is regulated by 53BP1 accumulation in the nuclear foci and phase separation2023

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Oda, Nanami Gotoh, Tetsuhiro Kasamatsu, Hiroshi Handa, Takayuki Saitoh, Nobuo Sasaki
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] HIF-1αの安定化剤を用いた模擬低酸素環境下における多発性骨髄腫細胞の遺伝子発現解析2023

    • 著者名/発表者名
      白石菜月、後藤七海、小田司、笠松哲光、青柳瑠南、大森綺音、柳澤宏太、糸井悠晏、飯田南、根岸光、佐々木伸雄、横濱章彦、半田寛、齋藤貴之
    • 学会等名
      第70回北関東医学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ヒト回腸由来オルガノイドを利用した胆汁酸トランスポーターASBT発現解析2023

    • 著者名/発表者名
      柳澤宏太, 宮内栄治, 齋藤貴之, 高島優季, 小林彰子, 佐々木伸雄
    • 学会等名
      第70回北関東医学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Comprehensive gene expression changes in multiple myeloma via HIF-1 stabilization by deferoxamine2023

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Shiraishi, Nanami Gotoh, Tsukasa Oda, Tetsuhiro Kasamatsu, Runa Aoyagi, Ayane Omori, Kota Yanagisawa, Yua Itoi, Miyami, Iida, Hikaru Negishi, Nobuo Sasaki, Akihiko Yokohama, Hiroshi Handa, Takayuki Saitoh
    • 学会等名
      第85回日本血液学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オルガノイドを用いた腸内細菌研究のホントのところ2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木 伸雄,内山 皓太,清水 俊輔,柳澤 宏太,宣 旭,宮内 栄治
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 消化器癌の個別化治療法の開発に向けた群馬大学オルガノイドバンク2023

    • 著者名/発表者名
      内田 真太郎、今井 淳稀、宣 旭、山口 亜梨紗、塩井 生馬、柴崎 雄太、小峯 知佳、大曽根 勝也、岡田 拓久、白石 卓也、酒井 真、佐野 彰彦、横堀 武彦、小川 博臣、宗田 真、小田 司、宮内 栄治、調 憲、佐伯 浩司、佐々木 伸雄
    • 学会等名
      第33回日本消化器癌発生学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ムチン動態に関与する機能性微生物の探索2023

    • 著者名/発表者名
      内山 皓太,  清水 俊輔,宮内 栄治, 佐々木 伸雄
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] 腸内代謝物質を介した免疫系の修飾2023

    • 著者名/発表者名
      宮内 栄治,佐々木 伸雄
    • 総ページ数
      153
    • 出版者
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

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公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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