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2021 年度 実績報告書

オルガノイド技術を用いた肺扁平上皮癌の発癌、進展機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K07699
研究機関川崎医科大学

研究代表者

深澤 拓也  川崎医科大学, 医学部, 准教授 (20379845)

研究分担者 猶本 良夫  川崎医科大学, 医学部, 教授 (00237190)
山辻 知樹  川崎医科大学, 医学部, 教授 (40379730)
高岡 宗徳  川崎医科大学, 医学部, 准教授 (50548568)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード肺癌 / 扁平上皮癌 / ゲノム編集 / オルガノイド
研究実績の概要

肺癌の約3割を占める肺扁平上皮癌への有効な分子標的治療は未確立であり、発生メカニズムの根幹に関わる研究が求められている。肺扁平上皮癌が如何に発生するのかについては不明な点が多く、特に近年増加傾向にある末梢型扁平上皮癌の発生機序は未解明である。これまでに我々は、肺扁平上皮癌に対し、ゲノム編集を用いてドライバー遺伝子を抑制することで、抗腫瘍効果を誘導できることを明らかにしている。
これまでの遺伝子改変マウスによる実験から中枢気道の幹細胞である基底細胞においてPTEN、CDKN2Aを抑制し、SOX2を発現させることで肺扁平上皮癌が発症することが報告されている。本研究において、末梢型肺扁平上皮癌の発生過程を調べるために、正常肺組織由来オルガノイドに対し、ゲノム編集技術を用いて遺伝子の改変を行った。TP53遺伝子のexon4を標的とするgRNAを作成しCRISPR-Cas9を用いてTP53へのゲノム編集を行い、MDM2阻害剤: nutlin-3aを培地に炭化することでTP53ノックアウト肺オルガノイドの作成が可能であった。また基礎検討から、正常肺組織由来オルガノイドは、マイクロホモロジー媒介末端結合(MMEJ)を利用して外来遺伝子を挿入するPITCh法よりも相同組み換え(HR)法による遺伝子編集法で高効率であることが明らかになっており、この方法を用いてCDKN2AおよびPTENのノックアウトを行い、現在ハイグロマイシン投与下、コロニーの選択が終了している。
一方、オルガノイドへのCRISPR interference法を用いた実験の結果から、幹細胞性にも関与するSOX2遺伝子に加えてPIK3Aを抑制することで、このオルガノイドの増殖を制御できる結果が得られており、ΔNP63とともに扁平上皮癌の進展への関与が示唆された。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Clinical application of a lung cancer organoid (tumoroid) culture system.2021

    • 著者名/発表者名
      Yokota E, Iwai M, Yukawa T, Yoshida M, Naomoto Y, Haisa M, Monobe Y, Takigawa N, Guo M, Maeda Y, Fukazawa T, Yamatsuji T.
    • 雑誌名

      NPJ Precis Oncol

      巻: 5 ページ: 29

    • DOI

      10.1038/s41698-021-00166-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 個別化医療のための切除肺癌組織由来オルガノイドの作製肺癌.2021

    • 著者名/発表者名
      深澤拓也,横田悦子,岩井美樹,湯川拓郎,羽井佐実,瀧川奈義夫,物部泰昌, 吉田将和,前田豊,Minzhe Guo, 猶本良夫
    • 学会等名
      第38回 日本呼吸器外科学会学術集会
  • [学会発表] 肺癌オルガノイド培養システムの確立とその臨床応用2021

    • 著者名/発表者名
      深澤拓也,横田悦子,岩井美樹,湯川拓郎,吉田将和,羽井佐実,瀧川奈義夫,猶本良夫, 前田豊,Minzhe Guo, 山辻知樹
    • 学会等名
      第80回 日本癌学会学術総会
  • [学会発表] 肺癌オルガノイド樹立におけるFISH法を用いた核型解析の有用性2021

    • 著者名/発表者名
      深澤拓也,横田悦子,岩井美樹,石田雄大, 湯川拓郎,吉田将和,羽井佐実,瀧川奈義夫, 物部泰昌,前田豊,Minzhe Guo, 山辻知樹
    • 学会等名
      第62回 日本肺癌学会学術総会

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公開日: 2022-12-28  

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