研究課題
ヒトの膵癌組織では間質量や浸潤様式に個体差があることから、ヒト・マウスの膵切除組織より樹立した膵オルガノイドを用いて、膵癌細胞のphenotypeに応じて誘導される膵星細胞とその基質リモデリング能の解析を行い、膵癌細胞のphenotypeに応じて形成される微小環境に適した個別化治療を開発することを目的として研究を行った。まず３次元培養モデルを用いてヒト、マウスの膵切除組織より膵オルガノイドの樹立を行った。マウスは遺伝子改変マウス（KrasLSL-G12D/+;Trp53LSL- R172H /+;Cre）を用いて行った。マウスの膵切除組織からは6匹全てで膵癌、正常膵管上皮細胞を樹立することができた。一方、ヒトの膵切除組織からは、膵癌は3/6症例で、正常膵管上皮細胞は3/3症例で樹立することができた。樹立したオルガノイドは極性を持つ管腔構造を有していた。一部例外があるものの、樹立したオルガノイドは継代・保存が可能であった。次に樹立した膵オルガノイドと膵星細胞との共培養を行い、形成される微小環境について質的・量的パターンの検討を行った。最初にin vitroで３次元培養を行ったところ、膵癌オルガノイド単独ではオルガノイドは腺管構造を維持するのに対して、膵星細胞との共培養群では膵癌オルガノイドは極性を失い、周囲への浸潤がみられた。さらにin vivoでの検討を行うため、免疫不全マウスを用いて膵同所移植を行った。膵癌オルガノイド単独群では腺管構造が保たれているのに対して、共移植群では極性を失い、周囲間質への浸潤がみられた。また周囲の腺房は萎縮し間質増生がみられ、膵星細胞によって浸潤微小環境が形成されていると考えられた。
2: おおむね順調に進展している
当初の計画通り、ヒト、マウスの膵切除組織より安定して膵オルガノイドを樹立できるようになった。また、樹立したオルガノイドは膵星細胞との３次元共培養モデルを用いて検討を行うことで、オルガノイドの形態変化および浸潤様式を観察することができた。さらには、マウス同所移植モデルを用いて、in vivoでの浸潤微小環境の形成についても検討を行うことができ、おおむね順調に進展していると考えられる。一方、膵癌および膵星細胞のphenotype別解析については、in vitroの３次元培養の実験では質的・量的パターンに有意な差を観察できておらず、マウス同所移植モデルを用いてin vivoでの検討を重ねている。
現在行っている、マウス同所移植モデルで膵癌オルガノイドの種類、膵星細胞の種類によって形成される浸潤微小環境の質的・量的パターンの検討を進めていく。In vitroでの３次元共培養モデルも改変を行い、第二高調波発生（SHG）顕微鏡や共焦点顕微鏡を用いて、コラーゲン繊維配列や量などについて評価を行う。膵星細胞のphenotype解析についても、現在マトリックスリモデリング因子についての検討を重ねており、さらに実験をすすめていく。CRISPER-Cas9を用いた遺伝子改変膵オルガノイド作成についても実験を開始しており、遺伝子改変膵オルガノイドに発現する表面抗原を解析し、genotype と phenotype の関連性について解析を行う。
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Gastroenterology
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10.1053/j.gastro.2017.01.010
