ヒト大腸癌幹細胞の同定と標的治療の確立

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24689036
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 佐藤 俊朗 慶應義塾大学, 医学部, 特任准教授 (70365245)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 大腸がん / 幹細胞

研究概要

がん幹細胞はがんの治療抵抗性や再発など，がんの生命予後を規定する重要な概念であるが，その存在は未だ論争中である．佐藤は，細胞株を用いた研究や単一細胞の異種移植に依存した従来の研究から脱却し，患者由来の大腸がんの分子遺伝学的な細胞系譜解析を行い，より臨床に則したがん幹細胞の同定を行う研究を考案した．細胞系譜解析のため，「平成25年度　研究実施計画」では，ヒト大腸癌幹細胞培養を利用し，遺伝子相同組換による遺伝子操作システムを確立すると記載した．佐藤は，安定的な患者由来大腸がん培養を可能にするオルガノイド培養を確立した．また，ゲノム編集技術であるTALE nuclease (TALEN)を用い標的遺伝子の切断を確認した．申請時には確立されていなかった新しいゲノム編集技術，CRISPRが開発され，より効率の良い遺伝子改変が可能になった．本技術を利用して，人工的な遺伝子変異導入に成功した．また，ヒト大腸がんの遺伝子ノックインレポーター技術の開発に成功した．LGR5に代表される幹細胞マーカーはヒトではサイレンシングにより発現が消失することがわかった．このことは，他の研究者によっても報告されており，サイレンシングを回避できる幹細胞マーカーの探索を行っている．本技術による遺伝子発現の可視化を利用しは幹細胞や機能分子マーカーを標的とした治療開発や基礎研究技術基盤としてさらに研究を進めていきたい．

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度の研究費の使用計画

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] KLF5 regulates the integrity and oncogenicity of intestinal stem cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakaya T, Ogawa S, Manabe I, Tanaka M, Sanada M, Sato T, Taketo M, Nakao K, Clevers H, Fukayama M, Kuroda M, Nagai R.
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: in press ページ: in press
  • DOI: PMID: 24626089
  • 査読あり
• [雑誌論文] Macrophages and Dendritic Cells Emerge in the Liver during Intestinal Inflammation and Predispose the Liver to Inflammation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mikami Y, Mizuno S, Nakamoto N, Hayashi A, Sujino T, Sato T, Kamada N, Matsuoka K, Hisamatsu T, Ebinuma H, Hibi T, Yoshimura A, Kanai T.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 9 ページ: e84619
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0084619
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of gastro-intestinal epithelia-organoids. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mahe MM, Aihara E, Sato T, Shroyer NF.
  • 雑誌名: Current Protocols in Molecular Biology 巻: in press ページ: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unlimited in vitro expansion of adult bi-potent pancreas progenitors through the Lgr5/R-spondin axis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Huch M, Bonfanti P, Boj SF, Sato T, Loomans CJ, van de Wetering M, Sojoodi M, Li VS, Schuijers J, Gracanin A, Ringnalda F, Begthel H, Hamer K, Mulder J, van Es JH, de Koning E, Vries RG, Heimberg H, Clevers H.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 32(20) ページ: 2708-21
  • DOI: 10.1038/emboj.2013.204.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Continuous low-dose irradiation by I-125 seeds induces apoptosis of gastric cancer cells regardless of histological origin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takabayashi K, Kashiwagi K, Kawata T, Sato T, Matsuoka K, Hisamatsu T, Takaishi H, Hibi T, Ogata H, Yahagi N, Kitagawa Y, Shigematsu N, Kanai T.
  • 雑誌名: Cancer Biol Ther. 巻: 15(1) ページ: 81-8
  • DOI: 10.4161/cbt.26610.
  • 査読あり
• [雑誌論文] A single strain of Clostridium butyricum induces intestinal IL-10-producing macrophages to suppress acute experimental colitis in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi A, Sato T, Kamada N, Mikami Y, Matsuoka K, Hisamatsu T, Hibi T, Roers A, Yagita H, Ohteki T, Yoshimura A, Kanai T.
  • 雑誌名: Cell Host Microbe. 巻: 13(6) ページ: 711-22
  • DOI: 10.1016/j.chom.2013.05.013.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mucosal healing with oral tacrolimus is associated with favorable medium- and long-term prognosis in steroid-refractory/dependent ulcerative colitis patients. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyoshi J, Matsuoka K, Inoue N, Hisamatsu T, Ichikawa R, Yajima T, Okamoto S, Naganuma M, Sato T, Kanai T, Ogata H, Iwao Y, Hibi T.
  • 雑誌名: J Crohns Colitis. 巻: 7(12) ページ: e609-14
  • DOI: 10.1016/j.crohns.2013.04.018.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of novel prediction system of intestinal absorption in humans using human intestinal tissues. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyake M, Toguchi H, Nishibayashi T, Higaki K, Sugita A, Koganei K, Kamada N, Kitazume MT, Hisamatsu T, Sato T, Okamoto S, Kanai T, Hibi T. Establishment of novel prediction system of intestinal absorption in humans using human intestinal tissues.
  • 雑誌名: J Pharm Sci. 巻: 102(8) ページ: 2564-71
  • DOI: 10.1002/jps.23609.
  • 査読あり
• [雑誌論文] TGR5 signalling inhibits the production of pro-inflammatory cytokines by in vitro differentiated inflammatory and intestinal macrophages in Crohn's disease. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoneno K, Hisamatsu T, Shimamura K, Kamada N, Ichikawa R, Kitazume MT, Mori M, Uo M, Namikawa Y, Matsuoka K, Sato T, Koganei K, Sugita A, Kanai T, Hibi T.
  • 雑誌名: Immunology. 巻: 139(1) ページ: 19-29
  • DOI: 10.1111/imm.12045.
  • 査読あり
• [雑誌論文] IL-22-producing RORγt-dependent innate lymphoid cells play a novel protective role in murine acute hepatitis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto A, Kanai T, Mikami Y, Chu PS, Nakamoto N, Ebinuma H, Saito H, Sato T, Yagita H, Hibi T.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8(4) ページ: e62853
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0062853.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dendritic cells administered intrarectally penetrate the intestinal barrier to break intestinal tolerance via Th2-medeiated colitis in mice. (2013)
  • 著者名/発表者名: Handa T, Kanai T, Sato T, Mikami Y, Sujino T, Hayashi A, Mizuno S, Matsumoto A, Hisamatsu T, Hibi T.
  • 雑誌名: Immunol Lett. 巻: 150(1-2) ページ: 123-9
  • DOI: 10.1016/j.imlet.2013.01.010.
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro expansion of single Lgr5+ liver stem cells induced by Wnt-driven regeneration. (2013)
  • 著者名/発表者名: Huch M, Dorrell C, Boj SF, van Es JH, Li VSW, van de Wetering M, Sato T, Hamer K, Sasaki N, Finegold MJ, Haft A, Vries R, Grompe M, Clevers H.
  • 雑誌名: Nature 巻: 494(7436) ページ: 247-50
  • DOI: 10.1038/nature11826.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growing self-organizing mini-guts from a single intestinal stem cell: mechanism and applications. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Clevers H.
  • 雑誌名: Science 巻: 340(6137) ページ: 1190-4
  • DOI: 10.1126/science.1234852.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primary mouse small intestinal epithelial cell cultures. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Clevers H
  • 雑誌名: Methods in Molecular Biology. 巻: 945 ページ: 319-28
  • DOI: 10.1007/978-1-62703-125-7_19.
  • 査読あり
• [学会発表] 幹細胞ニッチシグナルによる腸管上皮幹細胞制御機構
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー．細胞が集団になって初めて発現する機能．
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal: Stem cells and their niche signals.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: The graduate course in Molecular and Developmental Biology (Prof. Noah Shroyer & Prof. James Wells)
  • 発表場所: Cincinnati Children's,USA
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal: Stem cells and their niche signals.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: University of Michigan Center for Organogenesis Seminar. (Prof. Linda Samuelson & Prof. Jason Spence)
  • 発表場所: University of Michigan Center,USA
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal carcinogenesis; Stem cells and their niche signals.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato, Ai Takano, Shoichi Date, Mami, Matano, Mariko Shimokawa, Takanori Kanai.
  • 学会等名: 第72回 日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Molecular mechanism of intestinal stem cell self-renewal:Stem cells and their niche signals.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato, Mami Matano, Shoichi Date, Ai Takano, Mariko Shimokawa.
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Establishment of intestinal stem cell culture: basic and application.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: European Cancer Stem Cells Research meeting.
  • 発表場所: Cardiff Univ. UK
  • 招待講演
• [学会発表] Establishment of patient-derived colorectal cancer/adenoma organoid culture system: an application to tubulology.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: 1st International Meeting for Epithelial Tubulology
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Long-term culture system for human intestinal stem cells and cancer. Methods Workshop: Stem Cells, Enteroids and Organoids: A New Era for In Vitro Models of the Intestine.
  • 著者名/発表者名: Toshiro Sato
  • 学会等名: American Association for Cancer Research (AACR) Annual Meeting 2013
  • 発表場所: Washington DC,USA
  • 招待講演
• [図書] Wntシグナルによる消化器上皮幹細胞制御．Annual Review 糖尿病・代謝・内分泌 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 総ページ数: 152-155
  • 出版者: 中外医学社
• [図書] 腸の再生機構．幹細胞研究と再生医療．中内啓光編 (2013)
  • 著者名/発表者名: 南木康作，藤井正幸，佐藤俊朗．
  • 総ページ数: 61-68
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 大腸がん幹細胞の機能解析法．がん基盤生物学-革新的シーズ育成に向けて- 清木元治 編 (2013)
  • 著者名/発表者名: 股野麻未,佐藤俊朗
  • 総ページ数: 42-45
  • 出版者: 南江堂
• [図書] 腸管上皮幹細胞の加齢・老化とそれに伴う関連疾患．内分泌・糖尿病・代謝内科 (2013)
  • 著者名/発表者名: 半田一己,佐藤俊朗
  • 総ページ数: 198-202
  • 出版者: 科学評論社
• [図書] Wntシグナルを利用した消化器組織再生技術“オルガノイド培養”の開発．細胞工学 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 総ページ数: 421-424
  • 出版者: 学研メディカル秀潤社
• [図書] 腸管上皮幹細胞の老化．Anti-Aging Medicine. (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 総ページ数: 47-52
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 先端医学社 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤俊朗
  • 総ページ数: 17-21
  • 出版者: 腸管上皮幹細胞ニッチによる幹細胞制御機構．分子消化器病