Reproduction of the three dimensional coculture model reflecting pancreatic cancer microenvironment and metabolic analysis for the stromal remodeling by MALDI Mass-spectrometry Imaging.

2018 Fiscal Year Annual Research 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) ; 大内田 研宙 九州大学, 大学病院, 講師 (20452708)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: MALDI-MSI / Energy Charge / 凍結組織アレイ / バイオマーカー検索

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、膵癌に特徴的なdesmoplasiaを含む間質リモデリングにおける代謝物の変化を分析することである。従来の質量分析法では、代謝物の抽出・濃縮が不可欠で、組織内局在情報が失われてしまうが、凍結切片にレーザーを照射し分析を行うマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析イメージング (MALDI-MSI)を用いることで、メタボローム情報を組織像上にマッピングすることが可能となった。MALDI-MSI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た。そこで膵癌微小環境再現において、より生体内を反映するとされる膵癌オルガノイドの樹立を行い、癌関連線維芽細胞との共培養を基とした解析を進めた。しかし、コラーゲンゲルを用いた疎な共培養モデルの凍結切片を作製することは困難であり、安定した標本作製の技術を確立する必要があった。今回、オルガノイド樹立件数が計11例に増加したことに加え、これまでの共培養モデルを改良し、膵癌オルガノイドと癌関連線維芽細胞を用いた共培養スフェロイドを作製することで細胞間接着を密とし、癌周囲微小環境を崩すことなく凍結切片作製が可能となった。このモデルは免疫組織学的評価において癌関連線維芽細胞によるコラーゲン産生を含む間質リモデリングを認めており、このモデルを用いたMALDI-MSIを検討した。また、樹立したオルガノイドの手術切除標本由来の凍結膵癌組織を用いたメタボローム解析を行った。これにより、実際の組織内のメタボローム解析結果と、各共培養スフェロイドモデルの用いたMALDI-MSIを照合および検討が可能となった。

Research Products

• [Journal Article] Visualizing Energy Charge in Breast Carcinoma Tissues by MALDI Mass-spectrometry Imaging Profiles of Low-molecular-weight Metabolites (2018)
  • Author(s): TORATA NOBUHIRO、KUBO MAKOTO、MIURA DAISUKE、OHUCHIDA KENOKI、MIZUUCHI YUSUKE、FUJIMURA YOSHINORI、HAYAKAWA EISUKE、KAI MASAYA、ODA YOSHINAO、MIZUMOTO KAZUHIRO、HASHIZUME MAKOTO、NAKAMURA MASAFUMI
  • Journal Title: Anticancer Research Volume: 38 Pages: 4267～4272
  • DOI: 10.21873/anticanres.12723
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Oxaliplatin投与後の直腸癌組織における蛍光X線分析を用いた金属元素の分布測定 (2018)
  • Author(s): 木庭遼、植木隆、西堀麻衣子、石田竜弘、永吉絹子、貞苅良彦、藤田逸人、永井俊太郎、大内田研宙、大塚隆生、中村雅史
  • Organizer: 第118回日本外科学会定期学術集会
• [Presentation] 放射光蛍光X線分析による白金錯体系薬剤の直腸癌組織内分布の可視化 (2018)
  • Author(s): 木庭遼、永吉絹子、貞苅良彦、藤田逸人、永井俊太郎、大内田研宙、大塚隆生、西堀麻衣子、植木隆、石田竜弘、中村雅史
  • Organizer: 第56回日本癌治療学会学術集会
• [Presentation] Endo180 Expression and Histologic Categorization in Cancer Stroma is an Independent Prognostic Index in Pancreatic Cancer. (2018)
  • Author(s): Koikawa K, Ohuchida K, Yonenaga A, Sagara A, Ando Y, Kibe S, Takesue S,Nakayama H, Iwamoto C, Shindo K, Moriyama T, Nakata K, Miyasaka Y, Ohtsuka T, Mizumoto K, Nakamura M
  • Organizer: 49th Annual Meeting of the APA
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Basement membrane destruction by pancreatic stellate cells leads to local invasion in pancreatic ductal adenocarcinoma (2018)
  • Author(s): Koikawa K, Ohuchida K, Ando Y, Kibe S, Nakayama H, Takesue S, Endo S, Abe T, Okumura T, Iwamoto C, Shindo K, Moriyama T, Nakata K, Miyasaka Y, Ohtsuka T, Nagai E, Mizumoto K, Hashizume M, Nakamura M
  • Organizer: Pancreas 2018
  • Int'l Joint Research