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2022 年度 実施状況報告書

癌の個性に迫るオルガノイド遺伝子改変技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22K19575
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター

研究代表者

関根 圭輔  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (00323569)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワードオルガノイド
研究実績の概要

膵癌は5年生存率が6-10%と極めて予後が悪い難治癌である。癌の個性は遺伝子変異に加え、ゲノム背景や癌細胞の細胞特性に起因すると考えられるため、患者由来腫瘍組織移植モデル(PDX)や患者由来のプライマリ癌細胞が利用されるようになってきている。しかしながら、患者検体を比較する上では摘出時の癌の進展度や変異が異なることから、癌の特性におよぼす遺伝子変異とゲノム背景の違いを区別して評価することが困難である。特に、次世代シークエンス解析の発展により、VUS(Variants of Uncertain Significance)と呼ばれる臨床的意義不明のバリアントが多く見つかっており、機能未知の遺伝子の変異の他、例えば癌抑制遺伝子として有名なp53などにおいても臨床的意義不明のバリアントが数多く存在する。従ってこれらの機能解析はがん治療へ向けた新たな標的としての可能性が期待されている。しかしながら、VUSの機能解析を実施する為にはin vitroで操作可能な癌オルガノイドを対象とした効率の良い遺伝子改変技術の開発が不可欠である。本研究課題では、癌の個性の実態解明へ向け、癌オルガノイドを対象とした効率の良い遺伝子改変技術の開発を目指す。本年度は現状でプライマリ癌細胞を対象に遺伝子改変は数%程度と極めて効率が悪い。遺伝子導入効率が悪いこと、遺伝子組み換え効率が悪いことなどが原因として挙げられる。数%の効率では数百から数千個単位で単離する必要があるが、労力、コスト両面から実験的に困難である。また、膵癌の予後と相関する因子についても不明な点が多い。そこで、組み替えの為の遺伝子導入が一つのハードルになっていると考えられるため、エレクトロポーレーション法の他、遺伝子導入試薬の検討、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターによる導入を検討した。

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

当初より予定していた、組み替えの為の遺伝子導入効率の向上を目指し、エレクトロポーレーション法の他、遺伝子導入試薬の検討、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターによる導入を検討するなど、予定通りに進捗している。

今後の研究の推進方策

引き続き、組み換え効率の向上を目指した検討を実施する。また、組み換え体の検出法の開発については様々な文献情報より、1分子レベルの検出は未だ困難であると予想されるため、最新の文献の調査を続けると共に、蛍光タンパク質を同時に導入した方法についても検討を行う。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] High temporal resolution proteome and phosphoproteome profiling of stem cell-derived hepatocyte development2022

    • 著者名/発表者名
      Krumm Johannes、Sekine Keisuke、Samaras Patroklos、Brazovskaja Agnieska、Breunig Markus、Yasui Ryota、Kleger Alexander、Taniguchi Hideki、Wilhelm Mathias、Treutlein Barbara、Camp J. Gray、Kuster Bernhard
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 38 ページ: 110604~110604

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110604

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Highly Sensitive Detection of Human Pluripotent Stem Cells by Loop-Mediated Isothermal Amplification2022

    • 著者名/発表者名
      Yasui Ryota、Matsui Atsuka、Sekine Keisuke、Okamoto Satoshi、Taniguchi Hideki
    • 雑誌名

      Stem Cell Reviews and Reports

      巻: 18 ページ: 2995~3007

    • DOI

      10.1007/s12015-022-10402-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ⼈為的がんモデルを⽤いたがん細胞社会の解明2022

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      第8回細胞凝集研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 患者由来癌モデルを用いたがんエコシステム解明2022

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      日本患者由来がんモデル学会2022学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] がん三次元培養モデルを用いた膵癌組織細胞間相互作用の解明2022

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      第4回がん三次元培養研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] がん研究入門コース(新技術)「オルガノイドを用いたがん研究」2022

    • 著者名/発表者名
      関根圭輔
    • 学会等名
      第81回日本癌学会学術総会
    • 招待講演
  • [学会発表] Elucidation and Control of Cancer Ecosystem using Artificial Cancer Tissue2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      The 7th JCA-AACR Special Joint Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Recapitulating pancreatic cancer ecosystems by multicellular cancer organoid cultures.2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Sekine
    • 学会等名
      AACR2022 Annual Meeting
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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