胃癌悪性化におけるDDX27発現亢進の機能的意義（国際共同研究強化）

2016 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15KK0351
• 研究機関: 大分大学
• 研究代表者: 塚本 善之 大分大学, 医学部, 助教 (00433053)
• 研究期間 (年度): 2016 – 2017
• キーワード: オルガノイド / 腸管幹細胞

研究実績の概要

本課題では、代表者が継続している基課題「胃癌悪性化におけるDDX27 発現亢進の機能的意義」を発展させてトランスレーショナルリサーチを実施するために、Hubrecht Institute(オランダ)のHans Clevers らと国際共同研究を行う。Cleversらは幹細胞培養技術を発展させ、各種臓器からの器官培養（オルガノイド）を成功させてきた。代表者は基課題において自分たちの発見した癌関連遺伝子DDX27のトランスジェニックマウス作製を目指している。作製されたトランスジェニックマウスからオルガノイドを樹立し、in vitroの培養系に移すことで、ハイスループットなシグナル伝達および薬剤感受性試験を行うことができると考えた。そのために代表者はまず、マウス臓器からのオルガノイド培養技術の取得に取り組んだ。その結果、これまでに4種類のトランスジェニックマウス系統から大腸および小腸のオルガノイド培養に成功した。通常、オルガノイドは個体内の微小環境を模倣したマトリゲルの中で3次元的に増殖する。代表者は、オルガノイド培養の応用としてミクロレベルの大きさであったオルガノイドを、ミリレベルの大きさにする培養方法をClevers GroupのNorman Sachsらとともに開発し、報告した。マトリゲル内ではそれぞれの幹細胞から独立して立体的なオルガノイドが増殖するが、我々は1型コラーゲン内で幹細胞を培養することで、それぞれのオルガノイドが融合しやすくなることを発見した。その結果、複数のオルガノイドから1本のチューブ（intestinal tube）のような構造を持つ融合体を作ることに成功した。このチューブは腸管を構成する未分化および分化細胞がほぼ全て含まれていることを確認した。つまり、インビトロの実験系として適していることが示された。

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

今年度はまずオルガノイド培養技術の取得が目標であったが、技術を取得しただけで無く、新しい技術を共同開発し、報告するに到ったため、順調だと判断した。

今後の研究の推進方策

引き続き、オルガノイド培養技術を発展させる。特に、オルガノイドはCRISPR/Cas9を用いた遺伝子編集が容易であるため、オルガノイドを用いた移植実験は将来汎用性が高いと考えられる。したがって、次年度は移植に適した培養系の開発を目指す。さらに、患者由来の組織から作製されたオルガノイドについて研究を進める。すでにClevers Groupでは大腸癌由来のオルガノイドが多数樹立されているため、それらを使って分子標的薬への感受性解析やシグナル伝達解析を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Intestinal epithelial organoids fuse to form self-organizing tubes in floating collagen gels. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sachs N, Tsukamoto Y, Kujala P, Peters PJ, Clevers H.
  • 雑誌名: Development 巻: 144(6) ページ: 1107-1112
  • DOI: 10.1242/dev.143933
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reduced phosphorylation of ribosomal protein S6 is associated with sensitivity to MEK inhibition in gastric cancer cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirashita Y, Tsukamoto Y, Yanagihara K, Fumoto S, Hijiya N, Nakada C, Uchida T, Matsuura K, Kodama M, Okimoto T, Daa T, Seike M, Iha H, Shirao K, Murakami K, Moriyama M.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 107(12) ページ: 1919-1928
  • DOI: doi: 10.1111/cas.13094
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genomic Loss of DUSP4 Contributes to the Progression of Intraepithelial Neoplasm of Pancreas to Invasive Carcinoma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hijiya N, Tsukamoto Y, Nakada C, Tung Nguyen L, Kai T, Matsuura K, Shibata K, Inomata M, Uchida T, Tokunaga A, Amada K, Shirao K, Yamada Y, Mori H, Takeuchi I, Seto M, Aoki M, Takekawa M, Moriyama M.
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 76(9) ページ: 2612-25
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-15-1846
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Kidney-specific knockout of Sav1 in the mouse promotes hyperproliferation of renal tubular epithelium through suppression of the Hippo pathway. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kai T, Tsukamoto Y, Hijiya N, Tokunaga A, Nakada C, Uchida T, Daa T, Iha H, Takahashi M, Nomura T, Sato F, Mimata H, Ikawa M, Seto M, Matsuura K, Moriyama M.
  • 雑誌名: Journal of Pathology 巻: 239(1) ページ: 97-108
  • DOI: 10.1002/path.4706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Downregulation of WDR20 due to loss of 14q is involved in the malignant transformation of clear cell renal cell carcinoma. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahashi M, Tsukamoto Y, Kai T, Tokunaga A, Nakada C, Hijiya N, Uchida T, Daa T, Nomura T, Sato F, Mimata H, Matsuura K, Moriyama M.
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 107(4) ページ: 417-23
  • DOI: 10.1111/cas.12892
  • 査読あり / オープンアクセス