オルガノイドを用いた胃発癌機構解析

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K07422
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 国田 朱子 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (50608768)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: オルガノイド / 胃癌 / 腸上皮化生

研究実績の概要

今年度は胃癌手術検体から樹立した非癌部オルガノイドを用いてピロリ菌感染実験とエレクトロポレーション法及びレンチウイルスを用いた遺伝子導入またはノックアウト、腸上皮化生オルガノイドの樹立を行なった。ピロリ菌感染実験は非癌部オルガノイド樹立後細胞を分散しマトリゲルコートプレート上に単層培養下で実施した。抗ピロリ菌抗体による染色で陽性が確認でき、感染成立が認められ論文発表を行なった(Imai et al 2021)。一方3次元培養下では感染成立が認められなかった為、ピロリ菌感染に適した培養法の検討を引き続き行う。エレクトロポレーション法及びレンチウイルスを用いた方法による遺伝子導入実験は、胃発癌モデルとしてのオルガノイドの活用に重要である。各種遺伝子導入後作製したセルブロックに対して免疫染色を実施し、導入遺伝子のタンパク発現を確認した。またエレクトロポレーション法によりノックアウトを行った。しかし２週間以上培養を継続すると細胞の増殖能が低下し、オルガノイドのクローニング中に死滅した。今後導入遺伝子を発現またはノックアウトしたクローン樹立のため、培養法の検証を行う。
また胃癌手術検体より腸上皮化生部位を採取し、腸上皮化生オルガノイドの樹立を試みた。２週間程度培養後セルブロックを作製し組織を観察すると腸上皮化生は認められず腺下上皮の細胞が濃縮されてオルガノイドを形成していると考えられた。作製したセルブロックでもCDX２は陰性であり腸上皮化生の細胞が維持されていないと考えられた。現在腸上皮化生からオルガノイドを樹立するためのプロトコルを改良に取り組んでいる。引き続き樹立法、培養法を検証し腸上皮化生オルガノイドの樹立を目指し胃発癌における腸上皮化生の寄与について検証する。

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

胃オルガノイドのピロリ菌感染実験に成功した。またエレクトロポレーション法やレンチウイルスを用いた方法による遺伝子導入やノックアウトも成功した。導入した遺伝子により増殖に影響を与え長期培養が困難な状況であるが、培地を改良する事で改善が見込まれる。腸上皮化生オルガノイド樹立についても通常の背景胃上皮と同じプロトコルでは腺下上皮のみが濃縮されることが判明し、樹立法と培地を改良する事で樹立することができると考えている。

今後の研究の推進方策

今後も引き続き非癌部オルガノイドへ遺伝子導入、ノックアウトを行い得られたオルガノイドの特性解析に取り組む。具体的には形態・マーカー発現解析、ゲノム、エピゲノム異常解析を行う。また腸上皮化生オルガノイドの樹立と特性解析を行う。遺伝子導入やノックアウト後のオルガノイドをマウスへ皮下移植しXenograftの作製を行い形態、マーカー発現解析を行う。腸上皮化生オルガノイドの樹立に成功した場合は、さらに遺伝子導入やノックアウトを行い胃癌形成へ進展するか解析を行う。腸上皮化生オルガノイドについてもXenograft作製を行い、in vivoで腸上皮化生が維持されるか、またXenograftの組織の形態観察を行う。

次年度使用額が生じた理由

今年度計画していたマウス皮下移植が次年度に延期となった為マウス購入予定費を次年度に繰り越した。

研究成果

• [雑誌論文] Helicobacter pylori CagA Induces BRCAness that Elicits Genome Instability Underlying Bacterial Hit-and-Run Gastric Carcinogenesis (2021)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Imai,Takuya Ooki, Naoko Murata-Kamiya, Daisuke Komura, Kamrunnesa Tahmina, Weida Wu, Atsushi Takahashi-Kanemitsu, Christopher Takaya Knight, Akiko Kunita, Nobumi Suzuki, Mayo Tsuboi, Masahiro Hata, Yoku Hayakawa, Naomi Ohnishi, Koji Ueda, Masashi Fukayama, Tetsuo Ushiku, Shumpei Ishikawa, Masanori Hatakeyama
  • 雑誌名: Cell Host & Microbe 巻: - ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Programmed cell death protein 1/programmed death ligand 1 but not HER2 is a potential therapeutic target in gastric neuroendocrine carcinoma (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamashita Satoshi、Abe Hiroyuki、Kunita Akiko、Yamashita Hiroharu、Seto Yasuyuki、Ushiku Tetsuo
  • 雑誌名: Histopathology 巻: 78 ページ: 381～391
  • DOI: 10.1111/his.14230
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exosomes of Epstein-Barr Virus-Associated Gastric Carcinoma Suppress Dendritic Cell Maturation (2020)
  • 著者名/発表者名: Hinata Munetoshi、Kunita Akiko、Abe Hiroyuki、Morishita Yasuyuki、Sakuma Kei、Yamashita Hiroharu、Seto Yasuyuki、Ushiku Tetsuo、Fukayama Masashi
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 8 ページ: 1776～1776
  • DOI: 10.3390/microorganisms8111776
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 胃癌細胞におけるARID1A発現低下はEBVの感染を促進する (2020)
  • 著者名/発表者名: 阿部浩幸、国田朱子、牛久哲男、深山正久
  • 学会等名: 第109回日本病理学会総会
• [学会発表] AFP産生胃癌におけるHLA-G発現の検討 (2020)
  • 著者名/発表者名: 深澤京、山澤翔、岩﨑晶子、国田朱子、牛久綾、牛久哲男
  • 学会等名: 第109回日本病理学会総会