誘導型ヒト人工がん幹細胞を用いたがん再発モデルの構築ならびに再発責任分子の同定

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25830088
• 研究種目: 若手研究(B)
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 大西 伸幸 慶應義塾大学, 医学部, 特任助教 (40534540)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 神経幹細胞 / ALKキナーゼ / 脳腫瘍モデル

研究概要

がんの再発・転移はがん死要因の約 9 割を占めており、再発・転移性がんに対する効果的な治療が求められる。近年、がんの再発・転移の原因は治療後に残存するがん幹細胞であると考えられており、幹細胞様性質に加えて治療抵抗性を有することなどが報告されているが、がん幹細胞による再発・転移機構については未だ不明な点が多い。本研究では、これまでに申請者らが構築してきた人工がん幹細胞(induced Cancer Stem Cells; iCSCs)を用いたマウス発がんモデルを応用し、マウスがん再発モデルを構築する。マウス生体内で腫瘍を発生・ 退縮させた後に再発する腫瘍について経時的に詳細な解析を行うことで、がん再発機構の責任分子を同定することを目的とした。
ALK R1275Q活性型変異体の単一遺伝子導入によりマウスおよびヒトNSC からiCSCを誘導し、iCSCをマウス脳内へ移植することで悪性脳腫瘍を作製することに成功しており、このシステムを応用して誘導型発がんモデルを構築するために、Tet-On systemを用いてDox投与依存的にALK R1275Q遺伝子を発現誘導できるTet-On-ALK R1275Q-Luc-hNSCの樹立を行っている。これまでに樹立した細胞をヌードマウス脳内に移植し、移植後当日よりDox含有餌を投与することでALK R1275Q-Luc-hNSCと同様に腫瘍形成を確認できており、さらに安定的な誘導型発がんモデルの構築を行っている。具体的には遺伝子発現ベクターを改変し、EF1-aプロモーターやP2A配列を使用することでALKや蛍光タンパク質、薬剤耐性遺伝子を同時に安定高発現させ、短期間で薬剤選択できる蛍光タンパク質陽性の細胞を樹立することができた。これらを使用することで実験条件を最適化し、細胞移植後の発がん過程における各種イベント発生の高い再現性が期待できる。

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

本研究の目的であるマウス発がんモデルの応用によるマウスがん再発モデルの構築ならびにがん再発機構の責任分子同定にあたり、in vitroやin vivoにおいて再現性が確保できる安定した実験系の樹立は必須であり、これまでの成果から実験系の最適化は順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

マウスがん再発モデルの最適化を進めつつ、マウス生体内で発生させた腫瘍ならびに退縮させた後に再発する腫瘍の解析を行う準備を整え、がん再発機構の責任分子の同定を目指す。

研究成果

• [雑誌論文] Regulation of MKL1 via actin cytoskeleton dynamics drives adipocyte differentiation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nobusue H, Onishi N, Shimizu T, Sugihara E, Oki Y, Sumikawa Y, Chiyoda T, Akashi K, Saya H, Kano K.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 5 ページ: 3368
  • DOI: 10.1038/ncomms4368.
  • 査読あり
• [雑誌論文] IGF1 receptor signaling regulates adaptive radioprotection in glioma stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Osuka S, Sampetrean O, Shimizu T, Saga I, Onishi N, Sugihara E, Okubo J, Fujita S, Takano S, Matsumura A, Saya H.
  • 雑誌名: Stem Cells. 巻: 31 ページ: 627-40
  • DOI: 10.1002/stem.1328.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Twist2 functions as a tumor suppressor in murine osteosarcoma cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Shimizu T, Ueki A, Yamaguchi SI, Onishi N, Sugihara E, Kuninaka S, Miyamoto T, Morioka H, Nakayama R, Kobayashi E, Toyama Y, Mabuchi Y, Matsuzaki Y, Yamaguchi R, Miyano S, Saya H.
  • 雑誌名: Cancer Sci. 巻: 104 ページ: 880-8
  • DOI: 10.1111/cas.12163.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeting Aurora B to the equatorial cortex by MKlp2 is required for cytokinesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kitagawa M, Fung SY, Onishi N, Saya H, Lee SH.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8 ページ: e64826
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0064826.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acquired expression of NFATc1 downregulates E-cadherin and promotes cancer cell invasion. (2013)
  • 著者名/発表者名: Oikawa T, Nakamura A, Onishi N, Yamada T, Matsuo K, Saya H.
  • 雑誌名: Cancer Res. 巻: 73 ページ: 5100-9
  • DOI: 10.1158/0008-5472.CAN-13-0274.
  • 査読あり
• [学会発表] Development and analysis of mouse brain tumor models derived from neural stem cells expressing activated ALK (2014)
  • 著者名/発表者名: Nobuyuki Onishi, Teppei Shimamura, Yasunobu Nagata, Junko Takita, Satoru Miyano, Seishi Ogawa, Hideyuki Saya
  • 学会等名: International Symposium on Tumor Biology in Kanazawa & Symposium on Drug Discovery in Academics
  • 発表場所: Kanazawa
  • 年月日: 20140123-20140124
• [学会発表] 神経幹細胞を用いたALK 発がんモデルの構築ならびに解析
  • 著者名/発表者名: 大西 伸幸，島村 徹平，永田 安伸，滝田 順子，宮野 悟，小川 誠司，佐谷 秀行
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [備考] アクチン細胞骨格の動態が脂肪分化を誘導するメカニズムを解明
  • URL: http://www.jst.go.jp/pr/announce/20140226/