スフェロイドによる膵癌微小環境再現と代謝物マッピングによる間質リモデリング解析

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K10598
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 坂井 寛 九州大学, 医学研究院, 共同研究員 (80611665)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 水元 一博 九州大学, 大学病院, 准教授 (90253418)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: MALDI-MSI / Energy Charge / 凍結組織アレイ / バイオマーカー探索

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、膵癌に特徴的なdesmoplasiaと呼ばれる間質成分増生を含む、間質リモデリングを伴う、代謝物の変化を分析することである。間質のリモデリングにおいては、細胞が浸潤したコラーゲンゲルにおいて、浸潤がなかったものと比較して、ゲルの収縮および厚みの増加が認められ、膵星細胞の関与が考えられた。組織免疫科学染色の結果、基質リモデリング因子として、コラーゲン取り込みレセプターであるEndo180が膵星細胞において強発現しており、膵癌細胞とEndo180を抑制した膵星細胞の三次元共培養において膵星細胞のコラーゲンゲル内への浸潤を抑制し、それに伴う癌細胞の浸潤も抑制することが明らかとなった。また、当研究室では、膵癌微小環境再現においてスフェロイドよりもより生体内を反映すると考えられているオルガノイドの樹立に成功しており、膵癌オルガノイドモデルを用いた癌関連繊維芽細胞との共培養による変化の解析を進めている。
MALDI-IMSおよび膵癌、膵炎、正常膵組織を用いた低分子代謝産物を対象としたメタボロームマッピングにおいて、腫瘍組織において、Energy charge(EC= (ATP + 1/2 ADP) / (ATP + ADP + AMP))が高い傾向がみられている。一方で、MALDI-IMSで同定できる物質は限られていることおよび、コラーゲンゲルの凍結切片作製は安定して十分なスフェロイド・オルガノイド含んだ切片を得ることが難しいことから、安定した標本作製の技術を確立すると共に、液体クロマトグラフ法をもちいた詳細な分析についても検討する。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

膵癌微小環境再現のための三次元共培養やオルガノイド樹立は順調にすすんでいるが、MALDI-IMSで同定できる物質は限られていることおよび、コラーゲンゲルの凍結切片作製は安定して十分なスフェロイド・オルガノイド含んだ凍結切片を得ることが難しいという課題が見出され、研究は当初の計画よりもやや遅れていると評価した。

Strategy for Future Research Activity

MALDI-IMSで同定できる物質は限られている短所を補うため、培養細胞を採取して、代謝物を抽出し液体クロマトグラフ法による分析を行い多くの代謝物を同定することを試みる。
標本作製技術の確立については、固定など前処置の見直し等の検討を行う。

Causes of Carryover

MALDI-IMSで同定できる物質の検討が進んでいないため。
次年度は研究用試薬、器材、抗体、遺伝子改変マウスの作成に使用する予定である。

Research Products

• [Journal Article] Degree of desmoplasia in metastatic lymph node lesions is associated with lesion size and poor prognosis in pancreatic cancer patients (2017)
  • Author(s): Nakayama H, Ohuchida K, Yoshida M, Miyazaki T, Takesue S, Abe T, Endo S, Koikawa K, Okumura T, Moriyama T, Nakata K, Miyasaka Y, Shirahane K, Manabe T, Ohtsuka T, Toma H, Tominaga Y, Nagai E, Mizumoto K, Oda Y, Nakamura M
  • Journal Title: Oncology Letters Volume: 14 Pages: 3141～3147
  • DOI: 10.3892/ol.2017.6549
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autophagy inhibition enhances antiproliferative effect of salinomycin in pancreatic cancer cells (2017)
  • Author(s): Endo Sho、Nakata Kohei、Sagara Akiko、Koikawa Kazuhiro、Ando Yohei、Kibe Shin、Takesue Shin、Nakayama Hiromichi、Abe Toshiya、Okumura Takashi、Moriyama Taiki、Miyasaka Yoshihiro、Ohuchida Kenoki、Ohtsuka Takao、Mizumoto Kazuhiro、Nakamura Masafumi
  • Journal Title: Pancreatology Volume: 17 Pages: 990～996
  • DOI: 10.1016/j.pan.2017.08.009
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 癌関連腹膜中皮細胞は膵癌腹膜播腫形成を促進する (2017)
  • Author(s): 阿部俊也、大内田研宙、肥川和寛、遠藤翔、奥村隆志、森山大樹、仲田興平、宮坂義浩、真鍋達也、大塚隆生、永井英司、水元一博、中村雅史
  • Organizer: 第117回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] マウスモデルを用いた膵癌微小転移形成機序の解析 (2017)
  • Author(s): 武居晋、大内田研宙、安藤陽平、岐部晋、中山宏道、阿部俊也、肥川和寛、遠藤翔、厳子龍、奥村隆志、仲田興平、森山大樹、宮坂義浩、真鍋達也、大塚隆生、永井英司、水元一博、中村雅史
  • Organizer: 第117回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] Pancreatic organoids elucidate the new mechanisms of pancreatic cancer local invasion. (2017)
  • Author(s): Koikawa K, Ohuchida K, Ando Y, Kibe S, Nakayama H, Takesue S, Yan Z, Abe T, Okumura T, Iwamoto C, Moriyama T, Nakata K, Miyasaka Y, Okabe Y, Ohtsuka T, Mizumoto K, Nakamura M
  • Organizer: The 48th Annual Meeting of The American Pancreatic Association
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Adipose Tissue Derived Stromal Cells Accelerate Tumor Progression and Desmoplasia of Pancreatic Cancer (2017)
  • Author(s): Okumura T, Ohuchida K, Moriyama T, Nakata K, Miyasaka Y, Ohtsuka T, Mizumoto K, Nakamura M
  • Organizer: The 48th Annual Meeting of The American Pancreatic Association
  • Int'l Joint Research