ヒト大腸癌幹細胞の同定と標的治療の確立

• 研究課題/領域番号: 24689036
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 消化器内科学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 佐藤 俊朗 慶應義塾大学, 医学部, 特任准教授 (70365245)
• 研究協力者: 股野 麻未 慶應義塾大学, 医学部, 研究員 (20439889) ; 高野 愛 慶應義塾大学, 医学部, 研究員 (50647584)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 25,740千円 (直接経費: 19,800千円、間接経費: 5,940千円); 2013年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円); 2012年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
• キーワード: 大腸がん / 幹細胞 / 腸管上皮幹細胞 / WNT / LGR5

研究概要

我々は，ヒト大腸上皮細胞よりオルガノイドを樹立し，ゲノム編集技術による遺伝子操作法を確立した．本法により，人工的な遺伝子変異導入による大腸発がんメカニズムの解明に迫った．さらに，ヒト大腸癌幹細胞の同定のため，LGR5遺伝子領域への細胞系譜解析レポーターの遺伝子ノックインに成功した．遺伝子改変オルガノイドは免疫不全マウスへの異種移植により，患者病理組織を反映した大腸癌組織の形成を示した．ゲノム編集技術による自在なヒト大腸上皮細胞の遺伝子操作は大腸発がんメカニズムの解明，遺伝子変異に着目した創薬や患者大腸癌の個別治療応用などの臨床応用が期待できる.

研究成果

• [雑誌論文] KLF5 regulates the integrity and oncogenicity of intestinal stem cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakaya T, Ogawa S, Manabe I, Tanaka M, Sanada M, Sato T, Taketo MM, Nakao K, Clevers H, Fukayama M, Kuroda M, Nagai R
  • 雑誌名: Cancer Res 巻: (in press)PMID ページ: 24626089-24626089
• [雑誌論文] Macrophages and dendritic cells emerge in the liver during intestinal inflammation and predjspose the liver to inflammation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mikami Y, Mizuno S, Nakamoto N, Hayashi A, Sujino T, Sato T, Kamada N, Matsuoka K, Hisamatsu T, Ebinuma H, Hibi T, Yoshimura A, Kanai T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 号: 1 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0084619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of gastro-intestinal epithelia-organoids (2014)
  • 著者名/発表者名: Mahe MM, Aihara E, Sato T, Shroyer NF
  • 雑誌名: Current Protocols in Molecular Biology 巻: (in press)
• [雑誌論文] KLF5 regulates the integrity and oncogenicity of intestinal stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakaya T, Ogawa S, Manabe I, Tanaka M, Sanada M, Sato T, Taketo M, Nakao K, Clevers H, Fukayama M, Kuroda M, Nagai R.
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of gastro-intestinal epithelia-organoids. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mahe MM, Aihara E, Sato T, Shroyer NF.
  • 雑誌名: Current Protocols in Molecular Biology 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growing self-organizing mini-guts from a single intestinal stem cell: mechanism and applications. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Clevers H.
  • 雑誌名: Science 巻: 340(6137) 号: 6137 ページ: 1190-4
  • DOI: 10.1126/science.1234852
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primary mouse small intestinal epithelial cell cultures. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Clevers H.
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology. 巻: 945 ページ: 319-28
  • DOI: 10.1007/978-1-62703-125-7_19
  • ISBN: 9781627031240, 9781627031257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unlimited in vitro expansion of adult bi-potent pancreas progenitors through the Lgr5/R-spondin axis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Huch M, Bonfanti P, Boj SF, Sato T, Loomans CJ, van de Wetering M, Sojoodi M, Li VS, Schuijers J, Gracanin A, Ringnalda F, Begthel H, Hamer K, Mulder J, van Es JH, de Koning E, Vries RG, Heimberg H, Clevers H.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 32(20) 号: 20 ページ: 2708-21
  • DOI: 10.1038/emboj.2013.204
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous low-dose irradiation by I-125 seeds induces apoptosis of gastric cancer cells regardless of histological origin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takabayashi K, Kashiwagi K, Kawata T, Sato T, Matsuoka K, Hisamatsu T, Takaishi H, Hibi T, Ogata H, Yahagi N, Kitagawa Y, Shigematsu N, Kanai T.
  • 雑誌名: Cancer Biol Ther. 巻: 15(1) 号: 1 ページ: 81-8
  • DOI: 10.4161/cbt.26610
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Single Strain of Clostridium butyricum Induces Intestinal I L-10-Producing Macrophages to Suppress Acute Exlperimental Colitis in Mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi A, Sato T, Kamada N, Mikami Y, Matsuoka K, Hisamatsu T, Hlbi T, Roers A, Yagita H, Ohteki T, Yoshimura A, Kanai T.
  • 雑誌名: Cell Host Microbe 巻: 13 号: 6 ページ: 711-22
  • DOI: 10.1016/j.chom.2013.05.013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mucosal healing with oral tacrolimus is associated with favorable medium- and long-term prognosis in steroid-refractory/dependent ulcerative colitis patients. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi J, Matsuoka K, Inoue N, Hisamatsu T, Ichikawa R, Yajima T, Okamoto S, Naganuma M, Sato T, Kanai T, Ogata H, Iwao Y, Hibi
  • 雑誌名: J Crohns Colitis 巻: 7 号: 12 ページ: e609-e614
  • DOI: 10.1016/j.crohns.2013.04.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of novel prediction system of intestinal absorption in humans using human intestinal tissues. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyake M, Toguchi H, Nishibayashi T, Higaki K, Sugita A, Koganei K, Kamada N, Kitazume MT, Hisamatsu T, Sato T, Okamoto S, Kanai T, Hibi T.
  • 雑誌名: J Pharm Sci. 巻: 102(8) 号: 8 ページ: 2564-71
  • DOI: 10.1002/jps.23609
  • 査読あり
• [雑誌論文] TGR5 signalling inhibits the production of pro-inflammatory cytokines by in vitro differentiated inflammatory and intestinal macrophages in Crohn's disease. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoneno K, Hisamatsu T, Shimamura K, Kamada N, Ichikawa R, Kitazume MT, Mori M, Uo M, Namikawa Y, Matsuoka K, Sato T, Koganei K, Sugita A, Kanai T, Hibi T.
  • 雑誌名: Immunology 巻: 139(1) 号: 1 ページ: 19-29
  • DOI: 10.1111/imm.12045
  • 査読あり
• [雑誌論文] IL-22-Producing RORyt-Dependent Innate Lymphoid Cells Play a Novel Protective Role in Murine Acute Hepatitis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Kanai T, Mikami Y, Chu PS, Nakamoto N, Ebinuma H, Saito H, Sato T, Yagita H, Hibi T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 号: 4 ページ: e62853-e62853
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0062853
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendritic cells administered intrarectally penetrate the intestinal barrier to break intestinal tolerance via Th2-medeiated colitis in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Handa T, Kanai T, Sato T, Mikami Y, Sujino T, Hayashi A, Mizuno S, Matsumoto A, Hisamatsu T, Hibi T
  • 雑誌名: Immunol Lett 巻: 150 ページ: 123-9
• [雑誌論文] Dendritic cells administered intrarectally penetrate the intestinal barrier to break intestinal tolerance via Th2-medeiated colitis in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Handa T, Kanai T, Sato T, Mikami Y, Sujino T, Hayashi. A, Mizuno S, Matsumoto A, Hisamatsu T, Hibi T.
  • 雑誌名: Immunology Letters 巻: 150 号: 1-2 ページ: 123-9
  • DOI: 10.1016/j.imlet.2013.01.010
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro expansion of single Lgr5+ liver stem cells induced by Wnt-driven regeneration. (2013)
  • 著者名/発表者名: Huch M, Dorrell C, Boj SF, van Es JH, Li VSW, van de Wetering M, Sato T, Hamer K, Sasaki N, Finegold MJ, Haft A, Vries R, Grompe M, Clevers H.
  • 雑誌名: Nature 巻: 494(7436) 号: 7436 ページ: 247-50
  • DOI: 10.1038/nature11826
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dll1(+) secretory progenitor cells revert to stem cells upon crypt damage. (2012)
  • 著者名/発表者名: van Es JH, Sato T, van de Wetering M, Lyubimova A, Yee Nee AN, Gregorieff A, Sasaki N, Zeinstra L, van den Born M, Korving J, Martens AC, Barker N, van Oudenaarden A, Clevers H.
  • 雑誌名: Nat Cell Biol. 巻: 14 号: 10 ページ: 1099-1104
  • DOI: 10.1038/ncb2581
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional engraftment of colon epithelium expanded in vitro from a single adult Lgr5+stem cell (2012)
  • 著者名/発表者名: Yui S, Nakamura T, Sato T, Nemoto Y, Mizutani T, Zheng X, Ichinose S, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, Clevers H, and Watanabe M
  • 雑誌名: Nature Medicine 巻: 18 号: 4 ページ: 618-623
  • DOI: 10.1038/nm.2695
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the biomechanics of stem cell niche formation in the gut - modelling growing organoids. (2012)
  • 著者名/発表者名: Buske P, Przybilla J, Loeffler M, Sachs N, Sato T, Clevers H, Galle J.
  • 雑誌名: FEBS J. 巻: 279 ページ: 3475-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cdx2 determines the fate of postnatal intestinal endoderm (2011)
  • 著者名/発表者名: Stringer EJ, Duluc I, Saandi T, Davidson I, Bialecka M, Sato T, Barker N, Clevers H, Pritchard CA, Winton DJ, Wright NA, Freund JN, Deschamps J, Beck F
  • 雑誌名: Development 巻: 139 号: 3 ページ: 465-474
  • DOI: 10.1242/dev.070722
  • 査読あり
• [学会発表] ミニ組織技術を用いた大腸がん幹細胞制御機構の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動公開シンポジウム
  • 発表場所: 一橋講堂,竹橋
  • 年月日: 2014-01-30
• [学会発表] 幹細胞ニッチシグナルによる腸管上皮幹細胞制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー.細胞が集団になって初めて発現する機能
  • 発表場所: 大阪大学蛋白質研究所
  • 年月日: 2013-11-28
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal : Stem cells and their niche signals (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: The graduate course in Molecular and Developmental Biology.(Prof. Noah Shroyer & Prof. James Wells)
  • 発表場所: Cincinnati Children's, USA
  • 年月日: 2013-11-13
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal : Stem cells and their niche signals (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: University of Michigan Center for Organogenesis Seminar. (Prof. Linda Samuelson & Prof. Jason Spence)
  • 発表場所: University of Michigan Center, USA
  • 年月日: 2013-11-12
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal carcinogenesis; Stem cells and their niche signals (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato, Ai Takano, Shoichi Date, Mami Matano, Mariko Shimokawa, Takanori Kanai
  • 学会等名: Symposia 12, Aberrant signal transduction and therapeutic strategy for molecular target, 第72回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-10-03
• [学会発表] 腸管上皮幹細胞培養技術の確立～幹細胞ニッチと自己複製機構の解明～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: 第6回Symphony
  • 発表場所: 飯田橋
  • 年月日: 2013-09-22
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal : Stem cells and their niche signals (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato, Mami Matano, Shoichi Date, Ai Takano, Mariko Shimokawa
  • 学会等名: International Symposium 3. Molecular mechanisms for the growth and differentiation of tissue-specific stem cells in mammals, 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Establishment of intestinal stem cell culture : basic and application (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: European Cancer Stem Cells Research meeting
  • 発表場所: Cardiff Univ. UK
  • 年月日: 2013-07-25
  • 招待講演
• [学会発表] Establishment of patient-derived colorectal cancer/adenoma organoid culture system : an application to tubulology (10.1016/j.imlet.2013.01.010) (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: 1st International Meeting for Epithelial Tubulology
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2013-06-22
• [学会発表] 腸管上皮幹細胞の自己複製機構:幹細胞ニッチと発がん (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: 第13回GIリサーチフォーラム
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2013-06-19
• [学会発表] 消化器幹細胞培養による組織再生技術基礎から応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: 徳島大学疾患酵素学研究センターセミナー
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2013-05-23
• [学会発表] Long-term culture system for human intestinal stem cells and cancer (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: Methods Workshop : Stem Cells, Enteroids and Organoids : A New Era for In Vitro Models of the Intestine. American Association for Cancer Research (AACR) Annual Meeting 2013
  • 発表場所: Washington DC.USA
  • 年月日: 2013-04-06
  • 招待講演
• [学会発表] Long-term culture system for human intestinal stem cells and cancer. Methods Workshop : Stem Cells, Enteroids and Organoids : A New Era for In Vitro Models of the Intestine. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: American Association for Cancer Research (AACR) Annual Meeting 2013.
  • 発表場所: Washington DC, USA(Invited Speaker)
  • 年月日: 2013-04-06
• [学会発表] Establish of human intestinal organoid culture system : Application to inflammation and cancer. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: The 2nd JSGE International Topic Conference.
  • 発表場所: Kagoshima(Invited Speaker)
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Paneth細胞による腸管上皮幹細胞制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: 第99回日本消化器病学会総会シンポジウム14.消化器領域における幹細胞研究の進歩
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Dymamic intestinal stem cell regulation by Paneth cells. (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会 ワークショップ 幹細胞制御機構 : ニッチはどこまで解明されたか?
  • 発表場所: 神戸(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-11
• [学会発表] Are we ready for using stem cell therapy for IBD (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: Asian IBD Symposium Seoul 2012.
  • 発表場所: Seoul(Invited Speaker)
  • 年月日: 2012-11-03
• [学会発表] Development of human intestinal stem cell culture system. Symposium 4 Gastrointestinal Stem Cell. (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: International Ulcer Week 2012 (第40回日本潰瘍学会・第14回国際潰瘍学会)
  • 発表場所: Tokyo(Invited Speaker)
  • 年月日: 2012-07-12
• [学会発表] ヒト腸管上皮幹細胞の同定と培養法の確立 (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: 第98回日本消化器病学会総会.シンポジウム2 : 消化管stem cellの新たな展開
  • 発表場所: Tokyo(Invited Speaker)
  • 年月日: 2012-04-19
• [学会発表] 幹細胞ニッチシグナルによる腸管上皮幹細胞制御機構
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー．細胞が集団になって初めて発現する機能．
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal: Stem cells and their niche signals.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: The graduate course in Molecular and Developmental Biology (Prof. Noah Shroyer & Prof. James Wells)
  • 発表場所: Cincinnati Children's,USA
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal: Stem cells and their niche signals.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: University of Michigan Center for Organogenesis Seminar. (Prof. Linda Samuelson & Prof. Jason Spence)
  • 発表場所: University of Michigan Center,USA
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal carcinogenesis; Stem cells and their niche signals.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato, Ai Takano, Shoichi Date, Mami, Matano, Mariko Shimokawa, Takanori Kanai.
  • 学会等名: 第72回 日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal:Stem cells and their niche signals.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato, Mami Matano, Shoichi Date, Ai Takano, Mariko Shimokawa.
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Establishment of intestinal stem cell culture: basic and application.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: European Cancer Stem Cells Research meeting.
  • 発表場所: Cardiff Univ. UK
  • 招待講演
• [学会発表] Establishment of patient-derived colorectal cancer/adenoma organoid culture system: an application to tubulology.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: 1st International Meeting for Epithelial Tubulology
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Long-term culture system for human intestinal stem cells and cancer. Methods Workshop: Stem Cells, Enteroids and Organoids: A New Era for In Vitro Models of the Intestine.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: American Association for Cancer Research (AACR) Annual Meeting 2013
  • 発表場所: Washington DC,USA
  • 招待講演
• [図書] Wntシグナルによる消化器上皮幹細胞制御.Annual Review糖尿病・代謝・内分泌 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] Wntシグナルによる消化器上皮幹細胞制御．Annual Review 糖尿病・代謝・内分泌 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] 腸の再生機構.幹細胞研究と再生医療 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南木康作,藤井正幸,佐藤俊朗 (中内啓光編)
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 大腸がん幹細胞の機能解析法.がん基盤生物学-革新的シーズ育成に向けて- (2013)
  • 著者名/発表者名: 股野麻未,佐藤俊朗(清木元治編)
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 腸の再生機構．幹細胞研究と再生医療．中内啓光編 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南木康作，藤井正幸，佐藤俊朗．
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 大腸がん幹細胞の機能解析法．がん基盤生物学-革新的シーズ育成に向けて- 清木元治 編 (2013)
  • 著者名/発表者名: 股野麻未,佐藤俊朗
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 腸管上皮幹細胞の加齢・老化とそれに伴う関連疾患．内分泌・糖尿病・代謝内科 (2013)
  • 著者名/発表者名: 半田一己,佐藤俊朗
  • 出版者: 科学評論社
• [図書] Wntシグナルを利用した消化器組織再生技術“オルガノイド培養”の開発．細胞工学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社
• [図書] 腸管上皮幹細胞の老化．Anti-Aging Medicine. (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 先端医学社 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 出版者: 腸管上皮幹細胞ニッチによる幹細胞制御機構．分子消化器病
• [産業財産権] Culture medium for epithelial stem cells and organoids comprising the stem cells (2014)
  • 発明者名: Toshiro Sato, Johannes Carolus Clevers
  • 権利者名: Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-02-04