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2017 Fiscal Year Annual Research Report

ヒトIBD付随大腸発がん体外モデルの構築

Research Project

Project/Area Number 17H06654
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

日比谷 秀爾  東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 医員 (20801963)

Project Period (FY) 2017-08-25 – 2019-03-31
KeywordsIBD付随がん / 発がん体外モデル / ヒト大腸オルガノイド / 上皮細胞機能不全
Outline of Annual Research Achievements

炎症性腸疾患(IBD)、特に潰瘍性大腸炎(UC)は長期の持続炎症により癌化を引き起こし患者の予後に密接に関わる。UC患者では罹患期間30年で25%の患者がIBD付随がんを発症するという報告もあり、発がん率として非常に高率である。さらに本邦ではIBD患者数が急増していること、内科的治療の発達により大腸を温存したまま長期罹患する患者が多いことから将来的にIBD付随がん患者の急増が危惧されており、早急な発癌・抗癌機構の解明が望まれている。IBD付随がんの問題点としては、進展様式が平坦型・易浸潤性のため早期発見が困難なこと、進行癌に対する化学療法が無効なことが多いため散発性大腸がんよりも予後が悪いことが挙げられる。その病型からも散発性大腸がんとは独立した病態が考えられることから、散発性大腸がんに対する研究・臨床の病態機構を応用することが出来ず、IBD付随がんに特化した病態解明・治療薬開発が必要な状況であるが、その発症メカニズム・悪性形質獲得機構は未だ不明である。そこで本研究では申請者が独自に開発したIBD体外モデルを発展させ、ヒトIBD患者由来の大腸オルガノイドを用いたIBD付随大腸発がん体外モデルを構築することにより、IBD罹患中の発がん過程を明らかとすると共に、特徴的ながん形質獲得機構を解明する。さらに、臨床応用として発がんリスク評価・発がん予防策の構築・新規治療薬開発などの基盤を形成することを目的とする。本研究で得られる成果により最終的にはIBD患者での個々の腸管細胞に対し「過剰炎症応答度」「炎症蓄積度」「発がん危険度」を評価することで発癌予測を可能にし、「細胞オーダーメイド治療」の開発を行うという新たな理論基盤を創出する可能性が期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヒト大腸オルガノイドを樹立した。人工的な慢性炎症刺激を行い、上皮細胞の炎症応答を確認した。さらに、網羅的遺伝子発現解析により、炎症刺激オルガノイドと潰瘍性大腸炎患者生検検体との遺伝子プロファイルに類似性を確認し、炎症性腸疾患を模倣した体外モデルであることが示唆された。また、CRISPR/CAS9システムにより、ヒト大腸オルガノイドのP53変異を導入した。炎症刺激耐性を獲得するなど、炎症発がん経過を再現していることが示唆された。

Strategy for Future Research Activity

今年度確立したIBDモデル、IBD発がん過程モデルを詳細に解析することで、炎症刺激耐性獲得機能や不死化機構を解明する。さらに、本モデルを発展させ、IBD付随癌が人工的に作成されるか検討を行う予定である。

  • Research Products

    (8 results)

All 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] 長期炎症による大腸上皮培養細胞形質変化2018

    • Author(s)
      日比谷秀爾、土屋輝一郎、渡辺 守
    • Journal Title

      INTESTINE

      Volume: 22 Pages: 91-94

  • [Journal Article] Long-term Inflammation Transforms Intestinal Epithelial Cells of Colonic Organoids2017

    • Author(s)
      Hibiya Shuji、Tsuchiya Kiichiro、Hayashi Ryohei、Fukushima Keita、Horita Nobukatsu、Watanabe Sho、Shirasaki Tomoaki、Nishimura Ryu、Kimura Natsuko、Nishimura Tatsunori、Gotoh Noriko、Oshima Shigeru、Okamoto Ryuichi、Nakamura Tetsuya、Watanabe Mamoru
    • Journal Title

      Journal of Crohn's and Colitis

      Volume: 11 Pages: 621-630

    • DOI

      10.1093/ecco-jcc/jjw186

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Caudal type homeobox 2 expression induced by leukocytapheresis might be associated with mucosal healing in ulcerative colitis2017

    • Author(s)
      Tsuchiya Kiichiro、Hayashi Ryohei、Fukushima Keita、Hibiya Shuji、Horita Nobukatsu、Negi Mariko、Itoh Eisaku、Akashi Takumi、Eishi Yoshinobu、Motoya Satoshi、Takeuchi Yoshiaki、Kunisaki Reiko、Fukunaga Ken、Nakamura Shiro、Yoshimura Naoki、Takazoe Masakazu、Iizuka Bunei、Suzuki Yasuo、Nagahori Masakazu、Watanabe Mamoru
    • Journal Title

      Journal of Gastroenterology and Hepatology

      Volume: 32 Pages: 1032~1039

    • DOI

      10.1111/jgh.13645

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Establishment of in vitro human model for Ulcerative Colitis by using human colon organoid culture.2018

    • Author(s)
      Shuji Hibiya, Kiichiro Tsuchiya, Sho Watanabe, Ryu Nishimura, Tomoaki Shirasaki, Shigeru Oshima, Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe.
    • Organizer
      13th Congress of ECCO
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The identification of lesion-specific gene expression in intestinal epithelial cells of Ulcerative Colitis by comparing colonic organoids from lesion and non-lesion parts of same patients.2018

    • Author(s)
      Ryu Nishimura, Kiichiro Tsuchiya, Tomonori Shirasaki, Sho Watanabe, Shuji Hibiya, Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe.
    • Organizer
      13th Congress of ECCO
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Human colonic organoid treated with inflammatory factors might mimic the pathophysiology of epithelial cells in Ulcerative Colitis.2018

    • Author(s)
      Shuji Hibiya, Kiichiro Tsuchiya, Sho Watanabe, Ryu Nishimura, Tomoaki Shirasaki, Shigeru Oshima, Ryuichi Okamoto, Tetsuya Nakamura, Mamoru Watanabe
    • Organizer
      Digestive Disease Week 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TP53 mutation acquires higher malignant potential in human colon cancer cells.2017

    • Author(s)
      Sho Watanabe, Kiichiro Tsuchiya, Tomoaki Shirasaki, Shuji Hibiya, Shigeru Oshima, Ryu Nishimura, Tetsuya Nakamura, Ryuichi Okamoto, Mamoru Watanabe.
    • Organizer
      United European Gastroenterology Week 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Establishment of a colonic organoid with Wnt-independent growth by long-term inflammatory stimulation.2017

    • Author(s)
      Shuji Hibiya, Kiichiro Tsuchiya, Mamoru Watanabe.
    • Organizer
      The 76th annual meeting of the Japanese Cancer Association
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-12-17  

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