メカノセレクション仮説から迫る循環腫瘍細胞クラスターの特性解明

2022 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 22K10195
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 神力 悟 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (00583048)
• 研究分担者: 松井 啓隆 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 教授 (60379849)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• キーワード: 転移・再発 / メカノバイオロジー / 循環腫瘍細胞 / 休眠播種癌細胞

研究実績の概要

本研究は、循環腫瘍細胞（CTC）クラスターに焦点を当てて、我々の提唱したメカノセレクション仮説を分子レベルで実証することで新たな診断・治療戦略の創出を目指すことを目的とする。
まず、より高精度に生体における循環血中の流体せん断応力（FSS）を再現するため、循環培養用デバイスの作製を開始した。現在、改良を行っているところである。
一方、複数の頭頚部癌細胞株をFSS下もしくは静置条件下で浮遊培養させた後に、経時的に特殊な金属フィルターを用いてシングル細胞、凝集体を単離し、RNAシーケンスを行い網羅的遺伝子発現解析を行った。その結果、シングル細胞ではFSS下のみにおいて、特有の遺伝子群の発現が早期から経時的に増加していたったのに対し、凝集体ではそのような変化は認められなかった。現在、発現解析結果に詳細な解釈を加えているところであるが、CTCクラスターとシングルCTCでは、血中循環中における遺伝子発現動態が異なることが示唆された。

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

循環培養システムの構築にはやや時間を要しているものの、凝集体とシングル細胞との間で特徴的な遺伝子発現プロファイルの違いが見出された。

今後の研究の推進方策

これまでの結果を踏まえ、凝集体とシングル細胞での血中循環中における遺伝子発現の差が何に起因しているかをin vitro/in vivoにて分子レベルで解析する予定である。また、機械刺激がゲノムに与える影響も合わせて解析する。

研究成果

• [国際共同研究] University of Saskatchewan(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of Saskatchewan
• [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: University of Toronto
• [雑誌論文] Biallelic disruption of DDX41 activity is associated with distinct genomic and immunophenotypic hallmarks in acute leukemia (2023)
  • 著者名/発表者名: Tierens A, Kagotho E, Shinriki S, Seto A, Smith A, Care M, Maze D, Sibai H, Yee K, Schuh A, Kim D, Gupta V, Minden MD, Matsui H, Jose-Mario C.
  • 雑誌名: Frontiers in Oncology 巻: 13 ページ: －
  • DOI: 10.3389/fonc.2023.1153082
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Ribosome profiling analysis reveals the roles of DDX41 in translational regulation (2023)
  • 著者名/発表者名: Tungalag Saruul、Shinriki Satoru、Hirayama Mayumi、Nagamachi Akiko、Kanai Akinori、Inaba Toshiya、Matsui Hirotaka
  • 雑誌名: International Journal of Hematology 巻: － ページ: －
  • DOI: 10.1007/s12185-023-03558-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Potential use of EGFR-targeted molecular therapies for tumor suppressor CYLD-negative and poor prognosis oral squamous cell carcinoma with chemoresistance (2022)
  • 著者名/発表者名: Kanemaru Ayumi、Shinriki Satoru、Kai Mimi、Tsurekawa Kanae、Ozeki Kazuya、Uchino Shota、Suenaga Naoki、Yonemaru Kou、Miyake Shunsuke、Masuda Takeshi、Kariya Ryusho、Okada Seiji、Takeshita Hisashi、Seki Yuki、Yano Hiromu、Komohara Yoshihiro、Yoshida Ryoji、Nakayama Hideki、Li Jian-Dong、Saito Hideyuki、Jono Hirofumi
  • 雑誌名: Cancer Cell International 巻: 22 ページ: 358
  • DOI: 10.1186/s12935-022-02781-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] DDX41 coordinates RNA splicing and transcriptional elongation to prevent DNA replication stress in hematopoietic cells (2022)
  • 著者名/発表者名: Shinriki S、Hirayama M、Nagamachi A、Yokoyama A、Kawamura T、Kanai A、Kawai H、Iwakiri J、Liu R, Maeshiro M、Tungalag S、Tasaki M、Ueda M、Tomizawa K、Kataoka N、Ideue T、Suzuki Y、Asai K、Tani T、Inaba T、Matsui H
  • 雑誌名: Leukemia 巻: 36 ページ: 2605～2620
  • DOI: 10.1038/s41375-022-01708-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of Vascular Notch3 Deposits in Unfixed Frozen Skin Biopsy Sample in CADASIL (2022)
  • 著者名/発表者名: Ueda Akihiko、Nakajima Makoto、Misumi Yohei、Nakahara Keiichi、Shinriki Satoru、Tasaki Masayoshi、Matsui Hirotaka、Ueda Mitsuharu
  • 雑誌名: Frontiers in Neurology 巻: 13 ページ: 881528
  • DOI: 10.3389/fneur.2022.881528
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] DDX41 is required for cGAS-STING activation against DNA virus infection (2022)
  • 著者名/発表者名: Shankar S、Vidhyasagar V、Yang S、Arna AB、Yadav M、Aggarwal Al、Aguilera AN、Shinriki S、Bhanumathy KK、Pandey K、Xu A、Rapin N、Bosch M、DeCoteau J、Xiang J、Vizeacoumar FJ、Zhou Y、Misra V、Matsui H、Ross SR、Wu Y
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 39 ページ: 110856～110856
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.110856
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Unique role of DDX41, a DEAD-box type RNA helicase, in hematopoiesis and leukemogenesis (2022)
  • 著者名/発表者名: Shinriki Satoru、Matsui Hirotaka
  • 雑誌名: Frontiers in Oncology 巻: 12 ページ: 992340
  • DOI: 10.3389/fonc.2022.992340
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] DDX41 によるスプライシング・転写伸長の協調と DNA 複製ストレスの抑制 (2023)
  • 著者名/発表者名: 神力悟、平山真弓、Saruul Tungalag、長町安希子、金井昭教、横山明彦、稲葉俊哉、松井啓隆.
  • 学会等名: 第27回造血器腫瘍研究会
• [学会発表] DDX41の機能障害による細胞増殖障害とゲノム不安定性の獲得 (2022)
  • 著者名/発表者名: 神力悟, 松井啓隆.
  • 学会等名: 第69回日本臨床検査医学会学術集会
• [学会発表] Impaired cell proliferation caused by DDX41 mutation via the increase of R-loops (2022)
  • 著者名/発表者名: 神力悟, 平山真弓, Saruul Tungalag, 長町安希子, 金井昭教, 片岡直行, 河合秀彦, 横山明, 稲葉俊哉, 松井啓隆.
  • 学会等名: 第84回日本血液学会学術集会
• [学会発表] DDX41の機能障害はR-loop増加を介して細胞増殖障害とゲノム不安定性の獲得を招く (2022)
  • 著者名/発表者名: 神力悟, 松井啓隆.
  • 学会等名: 第62回日本臨床化学会年次学術集会
• [学会発表] DDX41 mutation leads to an impaired cell proliferation and genomic instability via the increased R-loops (2022)
  • 著者名/発表者名: 神力悟, 平山真弓, 長町安希子, 片岡直行, 横山明彦, 稲葉俊哉, 松井啓隆.
  • 学会等名: 第81回日本癌学会学術集会
• [備考] 血液悪性腫瘍の原因遺伝子 DDX41 の変異が 造血障害を引き起こす機序を解明
  • URL: https://www.kumamoto-u.ac.jp/daigakujouhou/kouhou/pressrelease/2022-file/release221012.pdf
• [備考] A key player in maintaining genomic stability
  • URL: https://ewww.kumamoto-u.ac.jp/en/news/586/
• [備考] A key player in maintaining genomic stability
  • URL: https://www.eurekalert.org/news-releases/971672
• [備考] Revealing the functional significance of DDX41
  • URL: https://www.azolifesciences.com/news/20221121/Revealing-the-functional-significance-of-DDX41-in-great-detail.aspx