幹細胞分裂過程リアルタイムイメージングによる細胞社会ダイバーシティ獲得機構の解明

• 研究領域: 細胞社会ダイバーシティーの統合的解明と制御
• 研究課題/領域番号: 20H05029
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 複合領域
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 後藤 典子 金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (10251448)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円); 2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: がん幹細胞 / シングルセル / リアルタイムイメージング / 不均一性 / シングルセル解析 / イメージング / 1細胞

研究開始時の研究の概要

幹細胞は自己複製しながら分化するという重要な性質をもつ。これは幹細胞が分裂する際に、対称性分裂と非対称性分裂の両方を起こす能力をもつことによる。非対称性分裂の頻度が増すと、組織のダイバーシティが高まる一方、対称性分裂の頻度が増すとダイバーシティは低下する。本研究では、1細胞レベルの高精細なリアルタイムイメージングにより可視化し、対称性分裂と非対称性分裂が制御される仕組みを解明する。

研究実績の概要

本研究では乳がん組織のダイバーシティ構築のメカニズムの解明を大きな目的とし、ヒトがん臨床検体由来のスフェロイド、オルガノイド及びPDXモデルを活用する。まず、NRP1濃縮がん幹細胞様細胞集団を用いた1細胞解析により、増殖しない細胞集団にいる親玉がん幹細胞を同定した（特許出願）。親玉がん幹細胞は、正常乳腺の幹細胞あるいは前駆細胞の性質を持ち、NRP1に加えて膜タンパクFXYD3を組み合わせたダブルポジティブの細胞分画として同定された（論文投稿中）。秋山（A01の計画研究者）、中戸（A03の計画研究者）との共同研究による。
NRP1によって濃縮されるがん幹細胞様細胞が、対称性分裂と非対称性分裂を起こして、がん組織を形成していく過程の1細胞レベルのリアルタイムイメージングをin vitro及びin vivoで行うために、NRP1をコードする遺伝子の3’末端にIRES配列をつけ、CRISPR-Cas9システムによってGFPをつなげた。リアルタイムイメージングを行っている。
がん幹細胞内でMycの活性化によりDNA複製因子MCM10が活性化させて複製ストレスを回避していることを見出し、報告した。
乳がんマウスモデルの解析により、がん超早期の乳腺組織においてFRS2beta分子によってNFkBが活性化し、乳腺組織微小環境を整えることががん発症にクリティカルであることを見出して、報告した。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The membrane-linked adaptor FRS2β fashions a cytokine-rich inflammatory microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis (2021)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi Yasuto、Kimura N、Murayama T、Machida Y、Iejima D、Nishimura T、Terashima M、Wang Y、Li M、Sakamoto R、Yamamoto M、Itano N、Inoue Y、Ito M、Yoshida N、Inoue J、Akashi K、Saya H、Fujita K、Kuroda M、Kitabayashi I、Voon D、Suzuki Takeshi、Tojo A、Gotoh Noriko
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 118 号: 43 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1073/pnas.2103658118
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] MCM10 compensates for Myc‐induced DNA replication stress in breast cancer stem‐like cells (2021)
  • 著者名/発表者名: Murayama Takahiko、Takeuchi Yasuto、Li Mengjiao、Marcela Rojas‐Chaverra N.、Nishimura Tatsunori、Ikeda Kazuhiro、Horie‐Inoue Kuniko、Inoue Satoshi、Seki Masahide、Suzuki Yutaka、Sugano Sumio、Enomoto Takayuki、Tanabe Masahiko、Tada Kei‐ichiro、Okamoto Koji、Tojo Arinobu、Gotoh Noriko
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 号: 3 ページ: 1209-1224
  • DOI: 10.1111/cas.14776
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel oral inhibitor for one-carbon metabolism and checkpoint kinase 1 inhibitor as a rational combination treatment for breast cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Lee Jin、Chen Xiaoxi、Wang Yuming、Nishimura Tatsunori、Li Mengjiao、Ishikawa Satoko、Daikoku Takiko、Kawai Junya、Tojo Arinobu、Gotoh Noriko
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 584 ページ: 7-14
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.11.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MUSASHI‐2 confers resistance to third‐generation EGFR‐tyrosine kinase inhibitor osimertinib in lung adenocarcinoma (2021)
  • 著者名/発表者名: Yiming Reheman、Takeuchi Yasuto、Nishimura Tatsunori、Li Mengjiao、Wang Yuming、Meguro‐Horike Makiko、Kohno Takashi、Horike Shin‐ichi、Nakata Asuka、Gotoh Noriko
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 号: 9 ページ: 3810-3821
  • DOI: 10.1111/cas.15036
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The CD44/COL17A1 Pathway Plays a Vital Role in the Formation of Multilayered, Transformed Epithelia. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kozawa K, ,Sekai M, Ohba K, Ito S, Sako H, Maruyama T, Kakeno M , Kuromiya K, Kamasaki T, Kohashi K, Ishikawa S, Sato N, Asano S, Suzuki H, Tanimura N, Mukai Y, Gotoh N, Tanino M, Tanaka S Natsuga K, Soga T. Nakamura T, Yabuta Y, Saitou M, Ito T, Matsuura K, Tsunoda M,et.al..
  • 雑誌名: Curr Biol 巻: 31 号: 14 ページ: 3086-3097
  • DOI: 10.1016/j.cub.2021.04.078
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Xenografts derived from patients with head and neck cancer recapitulate patient tumour properties (2021)
  • 著者名/発表者名: Makita Haruna、Endo Kazuhira、Kasahara Yoshiya、Nakata Asuka、Moriyama?kita Makiko?、Ishikawa Kazuya、Ueno Takayoshi、Nakanishi Yosuke、Kondo Satoru、Wakisaka Naohiro、Gotoh Noriko、Yoshizaki Tomokazu
  • 雑誌名: Oncology Letters 巻: 21 号: 5 ページ: 385-385
  • DOI: 10.3892/ol.2021.12646
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Small-molecule HDAC and Akt inhibitors suppress tumor growth and enhance immunotherapy in multiple myeloma (2021)
  • 著者名/発表者名: Hirano Mitsuhito、Imai Yoichi、Kaito Yuta、Murayama Takahiko、Sato Kota、Ishida Tadao、Yamamoto Junichi、Ito Takumi、Futami Muneyoshi、Ri Masaki、Yasui Hiroshi、Denda Tamami、Tanaka Yukihisa、Ota Yasunori、Nojima Masanori、Kamikubo Yasuhiko、Gotoh Noriko、Iida Shinsuke、Handa Hiroshi、Tojo Arinobu
  • 雑誌名: Journal of Experimental & Clinical Cancer Research 巻: 40 号: 1 ページ: 110-110
  • DOI: 10.1186/s13046-021-01909-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cytoplasmic DNA accumulation preferentially triggers cell death of myeloid leukemia cells by interacting with intracellular DNA sensing pathway (2021)
  • 著者名/発表者名: Baba Tomohisa、Yoshida Takeshi、Tanabe Yamato、Nishimura Tatsunori、Morishita Soji、Gotoh Noriko、Hirao Atsushi、Hanayama Rikinari、Mukaida Naofumi
  • 雑誌名: Cell Death & Disease 巻: 12 号: 4 ページ: 322-322
  • DOI: 10.1038/s41419-021-03587-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 乳がん患者由来モデル及びマウスモデルを用いたがん幹細胞、微小環境構築の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 患者由来がんモデル研究会 シンポジウム「患者由来がん細胞の三次元培養を組み合わせたがんの本態解明の研究」
  • 招待講演
• [学会発表] The membrane-linked adaptor FRS2beta fashions a cytokine-rich inflammatory microenvironment that promotes breast cancer carcinogenesis (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会年会 シンポジウム 「新たな3Dバイオロジーと組織解析テクノロジーを組み合わせたがん征圧への道」
  • 招待講演
• [学会発表] 新薬開発へ向けた産学連携の問題点と将来展望 (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会
  • 招待講演
• [学会発表] Key molecular targets in cancer stem-like cells in triple-negative breast cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第80回日本癌学会学術総会 コアシンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] スフェロイド・オルガノイド培養を用いた腫瘍細胞不均一性の解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第29回日本乳癌学会学術総会 日本癌学会合同シンポジウム「臨床を見据えたがんの基礎研究 最新のトピックス」
  • 招待講演
• [学会発表] 乳がん幹細胞 (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第2回日本チャールス・リバー・ウエビナー
  • 招待講演
• [学会発表] 乳がん患者由来がん三次元培養によるマイ・メディシン (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤典子
  • 学会等名: 第20回日本再生医療学会総会 「My Medicine (マイ・メディシン)―テクノロジーとともに開く新時代の医療」
  • 招待講演
• [図書] がん微小環境に１細胞レベルで挑む (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤 典子、藤田 直也
  • 総ページ数: 220
  • 出版者: 羊土社
  • ISBN: 9784758103961
• [図書] 医学のあゆみ 「乳腺のオルガノイドによるマイ・メディシン」―がん幹細胞研究の立場から (2021)
  • 著者名/発表者名: 後藤 典子
  • 総ページ数: 120
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社