| 研究課題/領域番号 |
18K18368
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
西村 勇哉 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命助教 (40728218)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 幹細胞 / 人工癌幹細胞 / ナノ粒子 / 放射線増感 / X線 |
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| 研究実績の概要 |
すい臓がんを標的とした低侵襲な放射線治療によってがん細胞を根絶することが本研究の最終目標である。そのためには、腫瘍内に存在するがん細胞の根幹で、分化や転移の能力をもつがん幹細胞（CSC）を死滅させなければならない。しかし、このがん幹細胞の性質はあまり解明が進んでいない。その一番の理由は解析に必要な量を確保できないからである。そこで本研究では、iPS細胞と同様にすい臓がん細胞から人工のがん幹細胞（iCSC）の作製を試みた。そして、この細胞を利用して、がん幹細胞の特徴である増殖速度の遅延と薬剤耐性のメカニズムをメタボローム解析の観点から分析し、得られた知見からがん幹細胞の標的因子を定め、ドラッグデリバリーシステムとX線の併用による治療を目指している。
当該年度は、得られたすい臓がん由来の人工がん幹細胞の解析を行った。まず、total RNAを基にした定量PCRにより、導入した初期化因子および別の初期化因子の増幅が確認された。また、CSCの高い薬剤排出能力を利用したセルソーティングによって回収したiCSCにおいて、マイクロアレイによるトランスクリプトーム解析とLCMSMSによるメタボローム解析を行った。その結果、コントロール細胞との比較により、iCSCにおいていくつかの遺伝子および代謝物が優位に上昇または減少していることが確認された。今後、これらの因子からiCSCの形質を評価し、ドラッグデリバリーにおける標的マーカーとしての機能を確認する。
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| 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
当該年度はすい臓がん（AsPC-1）を用いた人工がん幹細胞の評価を行った。まず、Real-time PCRによる定量により、初期化因子の増幅を確認した。その方法は、Mockのプラスミドを形質転換した細胞株（AsPC-1 gw）と初期化因子OSK（OKT3/4、SOX2、KLF4）プラスミドを導入した細胞株（AsPC-1 OSK）において、total RNAを回収して逆転写PCRによってcDNAを取得した。このcDNAをテンプレートとしてReal-time PCRによって遺伝子増幅量を比較した。その結果、導入した初期化因子（OKT3/4、SOX2、KLF4）だけではなく別の初期化因子であるNanogの増加も確認した。
AsPC-1 OSKをさらに詳細に解析するために、細胞集団の中からがん幹細胞を回収した。その方法は、がん幹細胞の薬剤排出能力を利用して、核酸染色試薬（Hoechst33342）の排出能力の差によるセルソーティングを行った。この方法を用いて分画したがん幹細胞の遺伝子発現パターンを網羅的に解析するために、マイクロアレイによるトランスクリプトーム解析を行った。さらに、この細胞から代謝産物を抽出し、網羅的なメタボローム解析をLCMSMSによって行った。その結果、AsPC-1 gwとの比較により、がん幹細胞においていくつかの遺伝子および代謝物が優位に上昇または減少していることが確認された。これらの結果から、がん幹細胞の形質的な特徴であるかを評価し、マーカーとしての機能を確認していく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
2020年度はメタボローム解析とトランスクリプトーム解析の結果からがん幹細胞の特徴的な形質を抽出し、マーカーとなりうるかを評価する。そして、すい臓がん幹細胞を標的とするナノ粒子とX線による放射線増感治療を目指す。まず、放射線増感ナノ粒子である過酸化チタンナノ粒子の粒子表面にすい臓癌iCSCを認識する標的分子を修飾する。得られたナノ粒子の細胞結合能力を細胞系で確認し、生体内での分布と腫瘍への集積をiCSC移植マウスへの尾静脈投与によって確認する。このとき、腫瘍切片を作製することで、腫瘍内部でのナノ粒子の局在箇所を調べる。これらの評価により、ナノ粒子が腫瘍に集積し、その中で標的の癌幹細胞に特異的に結合しているかを確認する。腫瘍への集積が確認されれば、最終的に、ナノ粒子の投与とX線照射の併用によってiCSC由来のすい臓癌腫瘍を完全に根治可能か評価する。
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