2021 Fiscal Year Research-status Report
難治性乳がんを標的としたがん悪性化と休眠スイッチ機構における変異p53の役割
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21K19398
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
田中 知明 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299)
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2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 乳がん三次元培養 / 変異P53 / 休眠スイッチ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本本研究では、乳がん3次元培養システムとSingle Cell解析を組み合わせて変異p53がもたらすがんHeteroplasticityと幹細胞特性への影響を明らかにすることを目的としている。2021年度の研究実績として、パネル化された乳癌細胞株MDA-231の変異p53をノックアウト(KO)した細胞株、p53WTを組み込んだKnock-in(KI)細胞株を用いて、3次元培養時のscRNA-seq解析(bulkと比較)により、変異p53悪性化経路の探索を実施した。生体内を模倣した3次元条件下でそれぞれの培養形態変化による悪性分類で評価したところ、変異p53の誘導による悪性化形質の獲得が確認された。Bulk RNA-seq解析の結果、変異p53がメバロン酸合成(MVA)経路の鍵因子であるSterol regulatory element-binding protein 2 (SREBP2)を介してその活性化を誘導する機序を確認した。さらに、変異p53とMVA経路をつなぐ鍵分子としてSREBP cleavage-activated protein (SCAP)を見出した。scRNA-seq解析を実施した結果、3次元培養条件下では単一の細胞株にもかかわらず、大きく5つのヘテロな細胞クラスターに分類された。特にクラスター特性を詳細に解析した結果、Migration能力の高い細胞集団において、GGPP経路とRho-GTP活性を介したアクチンフィラメントの重合作用(フィロポディア)を司る分子群が重要な役割を担っていることが明らかとなった。これらの解析を発展させることにより、シングルセル解析を用いて初めて捉えることができる変異p53依存的悪性化の原因分子群を特定することができるようになり、「乳がん細胞における特定の悪性形質クラスター」を標的とした新たな治療法開発に繋がることが期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究推進の中心的役割を果たす乳がん3次元培養システムを樹立できたこと、さらに変異p53の形質を特異的に解析できるモデルとして、変異p53(R280K)を持つTriple negative細胞株であるMDA-MB-231に遺伝子編集(CRISPR/Cas9)を行い、p53ステータスの違う細胞株(p53-KO, p53WT)を作成することに成功した。さらに、Tet-onシステムを活用して、p53-KOの状態から、薬剤誘導性にp53WTとp53-R280Kを誘導できる細胞株も樹立した。この結果、p53のジェノタイプの変化を精密に比較検証できる細胞モデルを樹立することに成功した。また、概ね順調に進捗している点として、scRNA-seqの実施が挙げられる。scRNA-seqの大きな問題点として、細胞をバラバラにする過程でのdigestion stressや死細胞のコンタミネーションが、実験精度に大きく影響する。今回、特にマトリジェルを用いた3次元培養を用いているので、この検討実験が難航すると予想された、しかしながら、研究室内で先行する他のscRNA-seqプロジェクトのノウハウを活用することで、データ精度の高い結果を得ることができた。本研究計画の核心的な解析を推進できた理由から、概ね順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究の推進方策として、シングルセル解析(scRNA-seq/scATAC-seq)を応用して、休眠スイッチ制御候補因子の同定と検証を行う方策である。具体的には、特定の栄養飢餓状態ががん幹細胞性の休眠細胞誘導に関連して、抗がん剤抵抗性に寄与するかどうかを明らかにすることである。シングルセル解析による増殖/休眠状態の比較解析を用いて、変異p53の”gain of function”が引き起こす新たなパスウェイや交絡因子の探索と同定を行う。その際、それらの代謝調節遺伝子とメタボロミクスとの統合解析を行うことで、その作用メカニズムをがん代謝制御の観点からアプローチする。もう一つの重要な研究の推進方策として、実際のがん治療への臨床応用を見据えて、マウスへの腫瘍移植モデルや、ヒト乳がん組織を用いた解析を行うことが重要である。具体的には、in vivoモデルとして、休眠細胞をマウスに移植するxenograftモデルでの腫瘍径の検討、尾静脈投与による腫瘍の生体内での広がりを検討することで、増殖能と転移能を確認する。乳がん患者組織を用い、臨床病理解析を通じて、scRNA-seqで得られた遺伝子群やパスウェイの組織分布を視覚的に明らかにし、悪性度・予後との関連を検討する。これにより、これまでのbulk解析で捉えることができなかったシングルセル解析に基づく創薬基盤の同定と難治性乳がんを克服するための新たな治療法開発につなげるようにする予定である。
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[Journal Article] Renal Injuries in Primary Aldosteronism: Quantitative Histopathological Analysis of 19 Patients With Primary Adosteronism2021
Author(s)
Ogata H, Yamazaki Y, Tezuka Y, Xin Gao, Omata K, Ono Y, Kawasaki Y, Tanaka T, Nagano H, Wada N, Oki Y, Ikeya A, Oki K, Takeda Y, Kometani M, Kageyama K, Terui K, Celso E Gomez-Sanchez, Shujun Liu, Morimoto R, Joh K, Sato H, Miyazaki M, Ito A, Yoichi Arai A, NakamuraY, Ito S, Satoh F, Sasano H.
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Journal Title
Hypertension
Volume: 78
Pages: 411～421
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] コルチゾール産生腺腫におけるCTNNB1の新規構造異常と変異に基づく分子分類2021
Author(s)
藤井陽一, 樋口誠一郎, 佐藤悠佑, 白石友一, 坂本信一, 川合剛人, 牧島秀樹, 宮野悟, 久米春喜, 市川智彦, 田中知明, 小川誠司
Organizer
第109回日本泌尿器科学会総会
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[Presentation] グルココルチコイドによるポジティブフィードバックが示唆された周期性異所性ACTH症候群疑いの一例2021
Author(s)
佐藤啓太, 五十嵐活志, 瀧由樹, 類家裕太郎, 石渡一樹, 内藤久美子, 河野聡美, 石田晶子, 藤本真徳, 鈴木佐和子, 小出尚史, 田中知明, 横手幸太郎.グ
Organizer
第２５回日本心血管内分泌代謝学会
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[Presentation] 免疫チェックポイント阻害剤(ICI)による副腎不全(irAE)とステロイドの影響の鑑別に対する考察2021
Author(s)
黒田裕太, 瀧由樹, 五十嵐活志, 類家裕太郎, 内藤久美子, 石渡一樹, 河野聡美, 石田晶子, 熊谷仁, 藤本真徳, 鈴木佐和子, 小出尚史, 小野啓, 田中知明, 横手幸太郎.
Organizer
第２５回日本心血管内分泌代謝学会
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[Presentation] 集学的治療により長期間Stable Diseaseを維持するstage IV副腎皮質癌の一例.2021
Author(s)
岡野公亮, 瀧由樹, 五十嵐活志, 類家裕太郎, 内藤久美子, 石渡一樹, 河野聡美, 石田晶子, 藤本真徳, 鈴木佐和子, 小出尚史, 田中知明, 横手幸太郎
Organizer
第２５回日本心血管内分泌代謝学会
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[Presentation] PA患者の診断における生理食塩水負荷2時間値の有用性の検討2021
Author(s)
.黒田裕太, 瀧 由樹, 五十嵐活志, 類家裕太郎, 内藤久美子, 石渡一樹, 河野聡美, 石田晶子, 藤本真徳, 永野秀和, 鈴木佐和子, 小出尚史, 小野 啓, 田中知明, 横手幸太郎.
Organizer
第31回臨床内分泌代謝Update
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[Presentation] Multi-Omicsから見た下垂体神経内分泌腫瘍の特性2021
Author(s)
高 躍, 村田和貴, 大和 梓, 永野秀和, 松田達磨, 堀口健太郎, 岩立康男, 福原紀章, 西岡 宏, 山田正三, 井下尚子, 田中知明
Organizer
第32回間脳・下垂体・副腎系研究会
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[Presentation] 最も有名ながん抑制遺伝子p53の新機能と臨床応用 腸管幹細胞再生因子と大腸がん2021
Author(s)
村田和貴, Jadhav Unmesh, Madha Shariq, Es Johanvan, Dean Justin, Cavazza Alessia, Wucherpfennig Kai, Michor Franziska, Clevers Hans, Shivdasani Ramesh, 田中知
Organizer
第80回日本癌学会総会
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[Presentation] Damaged intestinal stem cells are restored exclusively by daughter crypt cells that require ASCL2 and respond to Interleukin-112021
Author(s)
村田和貴, 藤本真徳, 高 躍, 宮 英博, 松田達磨, Zhahara Siti, 河野聡美, 宮本康基, 中山 哲俊, 横山真隆, 田中知明
Organizer
第３９回内分泌代謝学サマーセミナー
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[Presentation] 下垂体病変を伴う血管内大細胞型B細胞性リンパ腫の特徴とその病態.2021
Author(s)
内藤 久美子, 鈴木 佐和子, 五十嵐 活志, 類家 裕太郎, 石渡 一樹, 石田 晶子, 出口 ハンナ, 藤本 真徳, 小出 尚史, 堀口 健太郎, 池田 純一郎, 田中 知明, 横手 幸太郎.
Organizer
第94回日本内分泌学会学術総会
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[Presentation] Multi-Omicsから視た機能性下垂体腺腫の転写ネットワークの役割2021
Author(s)
高 躍, 村田和貴, 堀口健太郎, 永野秀和, 橋本直子, 中 哲俊, 樋口誠一郎, 山形一行, 横山真隆, 岩立康男, 田中知明
Organizer
第94回日本内分泌学会学術総会
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[Presentation] genetic subtypingに基づくコルチゾール産生腺腫の遺伝子発現・病理所見の包括的解析2021
Author(s)
樋口誠一郎, 吉井聡美, 高 躍, 姚 躍, 永野秀和, 橋本直子, 中山哲俊, 西村 基, 山形一行, 横山真隆, 柴田貴久, 伴 俊明, 藤井陽一, 小川誠司, 田中知明
Organizer
第94回日本内分泌学会学術総会
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[Presentation] 当科でのエサキセレノン使用例87例の導入前後の臨床的特徴の後ろ向き検討血圧Responder 13例、Non-Responder 19例の比較と併せて2021
Author(s)
藤本真徳, 五十嵐活志, 類家裕太郎, 内藤久美子, 石渡一樹, 河野聡美, 石田晶子, 出口ハンナ, 鈴木佐和子, 小出尚史, 小野 啓, 田中知明, 横手幸太郎.
Organizer
第94回日本内分泌学会学術総会
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[Book] 原発性アルドステロン症診療ガイドライン20212021
Author(s)
田中 知明, 橋本 重厚,, 宮崎 康, 関 博之, 辻 光, 猿田 享男, 平田 結喜緒, 島本 和明, 宮森 勇, 西川 哲男, 相馬 正義, 柳瀬 敏彦他39名
Total Pages
56
Publisher
日本内分泌学会雑誌
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