膵管癌を発症する遺伝子改変マウスを用いた癌関連線維芽細胞の分化メカニズム解明

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07682
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 池原 譲 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (10311440)
• 研究分担者: 吉富 秀幸 獨協医科大学, 医学部, 教授 (60375631) ; 山口 高志 千葉大学, 大学院医学研究院, 講師 (60626563)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 遺伝子改変膵臓発がんマウスモデル / 間葉系幹細胞 / 癌関連線維芽細胞 / 細胞分化

研究実績の概要

本研究課題の目的は、膵管癌の間質を構成する癌関連線維芽細胞(Cancer Associated Fibroblast：CAF)の発生の瞬間を再現してそのメカニズムの理解を進めることである。このため、作出を進めてきたマウスモデルでの解析を進めるとともに、MSCからCAFへの分化を in vitroで再現して解析して、特徴的な遺伝子発現と活性化シグナルを探索した。
代表者の作製した遺伝子改変マウスは、ドキシサイクリン(DOX)の投与により発癌のスイッチが入って膵管癌を発症し、間質の豊富な膵管癌の進展により、DOX投与開始から２週間ほどで死亡する。Tomato-RFPマウスの骨髄を膵癌発症マウスへ移植して骨髄キメラとしたのちに、DOXを投与して発癌させて解析したところ、移植骨髄に由来する Tomato-RFP陽性の細胞がα-smooth muscle actin (αSMA)を発現する腫瘍間質を形成していた。さらに、GFPを発現するようにした骨髄由来MSCと膵管癌細胞株とを混合して、癌細胞オルガノイドの形成に適した条件で三次元培養を行うと、GFP陽性のMSCは、オルガノイド構造を形成する CK19陽性の膵管癌細胞の周囲へとりつき、αSMAを発現するCAFへと分化することを見出した。
このin vitroで再現したMSCからCAFへ分化のプロセスをSingle-cell RNA-seqで解析したところ、癌細胞との会合を起点にTGFβシグナルの活性化している細胞集団を同定できた。これらは複数のマーカー遺伝子により特徴づけられ、マウスとヒトの膵管癌組織の間質においても、その存在が確認された。ゆえに膵管癌に出現するCAFには、骨髄に由来し、TGFβシグナルの活性化でMSCから分化して膵管癌組織の間質を構成する細胞集団が存在することを突き止めたと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Calcification in Werner syndrome associated with lymphatic vessels aging (2021)
  • 著者名/発表者名: Ogata Hideyuki、Akita Shinsuke、Ikehara Sanae、Azuma Kazuhiko、Yamaguchi Takashi、Maimaiti Maihulan、Maezawa Yoshiro、Kubota Yoshitaka、Yokote Koutaro、Mitsukawa Nobuyuki、Ikehara Yuzuru
  • 雑誌名: Aging 巻: 13 ページ: 25717～25728
  • DOI: 10.18632/aging.203789
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The heavy chain of 4F2 antigen promote prostate cancer progression via SKP-2 (2021)
  • 著者名/発表者名: Maimaiti Maihulan、Sakamoto Shinichi、Sugiura Masahiro、Kanesaka Manato、Fujimoto Ayumi、Matsusaka Keisuke、Xu Minhui、Ando Keisuke、Saito Shinpei、Wakai Ken、Imamura Yusuke、Nakayama Keiichi、Kanai Yoshikatsu、Kaneda Atsushi、Ikehara Yuzuru、Ikeda Jun-Ichiro、Anzai Naohiko、Ichikawa Tomohiko
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 11 ページ: '-
  • DOI: 10.1038/s41598-021-90748-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional analysis of LAT3 in prostate cancer: Its downstream target and relationship with androgen receptor (2021)
  • 著者名/発表者名: Rii Junryo、Sakamoto Shinichi、Sugiura Masahiro、Kanesaka Manato、Fujimoto Ayumu、Yamada Yasutaka、Maimaiti Maihulan、Ando Keisuke、Wakai Ken、Xu Minhui、Imamura Yusuke、Shindo Norihisa、Hirota Toru、Kaneda Atsushi、Kanai Yoshikatsu、Ikehara Yuzuru、Anzai Naohiko、Ichikawa Tomohiko
  • 雑誌名: Cancer Science 巻: 112 ページ: 3871～3883
  • DOI: 10.1111/cas.14991
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TIGIT/CD155 axis mediates resistance to immunotherapy in patients with melanoma with the inflamed tumor microenvironment (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawashima S, Inozume T, Kawazu M, Ueno T, Nagasaki J, Tanji E, Honobe A, Ohnuma T, Kawamura T, Umeda Y, Nakamura Y, Kawasaki T, Kiniwa Y, Yamasaki O, Fukushima S, Ikehara Y, Mano H, Suzuki Y, Nishikawa H, Matsue H, Togashi Y.
  • 雑誌名: Journal for ImmunoTherapy of Cancer 巻: 9 ページ: e003134～e003134
  • DOI: 10.1136/jitc-2021-003134
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Brain cell proliferation in adult rats after irradiation with nonequilibrium atmospheric pressure plasma (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamato Masanori、Tamura Yasuhisa、Tanaka Hiromasa、Ishikawa Kenji、Ikehara Yuzuru、Hori Masaru、Kataoka Yosky
  • 雑誌名: Applied Physics Express 巻: 14 ページ: 067002～067002
  • DOI: 10.35848/1882-0786/ac03c1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Revision of CHAARTED and LATITUDE criteria among Japanese de novo metastatic prostate cancer patients (2021)
  • 著者名/発表者名: Kanesaka Manato、Sakamoto Shinichi、Yamada Yasutaka、Rii Junryo、Maimaiti Maihulan、Sazuka Tomokazu、Imamura Yusuke、Komiya Akira、Akakura Koichiro、Ikehara Yuzuru、Nakatsu Hiroomi、Ichikawa Tomohiko
  • 雑誌名: Prostate International 巻: 9 ページ: 208～214
  • DOI: 10.1016/j.prnil.2021.06.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of electric charges on serum protein aggregation induced by a low temperature atmospheric pressure plasma. (2021)
  • 著者名/発表者名: Sakakita H, Yamada H, Shimizu T, Fujiwara M, Kato S, Kim J, Ikehara S, Shimizu N, and Ikehara Y.
  • 雑誌名: J Phys. D: Appl. Phys. 巻: 54 ページ: 215201
  • 査読あり