| 研究課題/領域番号 |
19K09135
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| 研究機関 | 大阪医科薬科大学 |
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研究代表者 |
朝隈 光弘 大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (40559390)
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| 研究分担者 |
小村 和正 大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (10789853)
廣瀬 善信 大阪医科薬科大学, 医学部, 教授 (20293574)
小野 富三人 大阪医科薬科大学, 医学部, 教授 (70743996)
谷口 高平 大阪医科薬科大学, 医学部, 講師 (70779686)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ゼブラフィッシュ / 膵臓癌 |
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| 研究実績の概要 |
患者由来がん細胞移植（Patients-derived xenograft: PDX）は、患者由来の遺伝的特徴や不均質(Heterogeneity)を保持し、がん関連線維芽細胞・腫瘍随伴マクロファージなどの、がん微小環境を含んでおり、細胞株の二次元培養よりも臨床を反映するとされている。移植モデルとしては免疫不全マウスが使用されることが多いが、本研究では、透明で生体内動態観察に優れたゼブラフィッシュの高いがん生着能に注目し、がん移植モデルとしての応用を試みる。
マウスと比較して低コストで生産能の高いゼブラフィッシュモデルが、生体内におけるがん細胞の動態（生着・転移・増殖）と、周囲組織の微小環境を定量化し、抗がん剤の効果予測ツールとなり得るか評価する。本研究では最も予後不良な悪性腫瘍の一つである膵臓がんについて、ゼブラフィッシュ移植モデルでのがん細胞の動態を観察・評価することで予後の改善に繋がる知見を得ることを目標としている。膵臓がんの病理学的な特徴の一つである神経浸潤に着目し、まず神経浸潤モデルの確立を目指した。がん細胞を確実にゼブラフィッシュ稚魚の神経管内に移植する手技を検討し、それが可能であることを見出した。これにより効率的に神経浸潤モデルを作成することができ、がん細胞が神経管内に定着する条件やそれに関わる分子を解析する予定である。解析を進めることで膵臓がんの神経浸潤を抑制する治療法の開発に繋がることが期待される。
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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
膵臓がんを移植したゼブラフィッシュの生体内で観察するため、まずレンチウイルスを用いてGFP遺伝子をヒト膵癌由来細胞（Panc-1）に導入した。ここで膵臓がんにおいて臨床上問題となることの一つに神経への浸潤があることに着目し、膵臓がんの神経浸潤モデルを作ることを試みた。ゼブラフィッシュ神経蛍光モデルの脊髄の近傍に膵臓がん細胞を移植し、移植後３日で移植がん細胞と脊髄の関連を解析した。光学顕微鏡での観察では、膵臓がん細胞の脊髄周辺への生着が確認され、病理学的にも観察を行ったところ、脊髄内にがん細胞の定着しているところが観察された。この現象を手技的な面から考察し、色素を注入する実験を行ったところゼブラフィッシュの脊髄内に意図的にがん細胞を移植することが可能であると判明した。また脊髄内に膵臓がんを移植した稚魚は高確率で7日程度生存しがん細胞の定着を認めることが確認された。
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| 今後の研究の推進方策 |
膵臓がん移植モデルを蛍光顕微鏡で三次元的に撮影し、移植がん細胞を定量化して、経時的な細胞の増減に関する記録を進めており、既存の膵臓がんに対する抗癌剤を投与した際の、膵臓がんの薬物治療への応用を検討する計画である。Zebrafishは薬剤に浸すことでその効果を容易に判定でき、遺伝子編集やモルフォリノを使用することで、特定の分子を阻害する技術が確立されているため、膵臓がんの神経浸潤に対する薬物治療の効果判定や、がんの浸潤を抑制する分子を解析し、創薬に発展させることが期待される。また、共焦点顕微鏡で移植がん細胞を詳細に観察すると、がん細胞が突起を出すような形態変化を認めた。移植モデルをタイムラプスで撮影することで、このような移植がん細胞の増減や形態変化を追求する。この他に、これまでに膵臓がんの神経浸潤に関連すると報告されている分子がこのモデルで発現しているかどうかの免疫染色による検証も計画している。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は実験モデルとしての確立を目指してゼブラフィッシュへのがん移植実験を行ってきたため、その解析には至らず次年度使用額が生じた。今後はさらに移植したがん細胞に対する生態の反応として好中球やマクロファージが蛍光標識されたゼブラフィッシュを使用する予定である。
また、免疫染色によってがん定着の誘因となる分子の解析や、移植モデルに対する抗癌剤の効果判定も進める。次年度はそれらの費用に研究費を使用する予定である。
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