Identification and analysis of dormant cells in the tumor using a newly cell selection technique

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K06194
• Research Institution: Kagoshima University
• Principal Investigator: 寺薗 英之 鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 准教授 (30398143)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Keywords: dormant cells / 休眠細胞 / イオン応答性ゲル / 三次元培養 / heterogeneity / 遺伝的多様性 / がん耐性

Outline of Annual Research Achievements

がん治療において、がん細胞が獲得する抗がん薬に対する耐性獲得は治療を困難にする重要な因子である。我々は、がん耐性化のメカニズムとしてがん組織中の細胞毎の遺伝的不均一性(heterogeneity)が大きく関わっている事に着目し研究を行っている。本申請では、がん細胞でありながらも自身の増殖能力が少ない癌組織中の休眠細胞(dormant cells)が癌の耐性化に寄与していると仮定の下に、その遺伝的背景、特にメッセンジャーRNA (mRNA)を網羅的に検索し、その上でがん細胞の休眠状態を決定する遺伝子、あるいは遺伝群を同定し、dormant cellsをターゲットにした遺伝子治療を確立することを目的とする。
今年度の実績として、これまで開発を進めてきたイオン応答性ゲルを用いて細胞を三次元的に封入・培養し、細胞に遺伝子導入など分子生物学的な処理を施す必要なく増殖性の細胞と休眠状態の細胞を選別できる技術の開発を行った。がん細胞の中で遺伝的多様性が高いとされている神経膠芽腫由来細胞株T98Gをアルギン酸ゲルに封入し三次元培養した。1週間培養したところ、増殖性の細胞はゲル内部で位置を保持した形で増殖し、クラスター化していた。一方、増殖しない細胞は生きたままゲル内で一細胞単位で生存していた。そこで、アルギン酸ゲルをゾル化させ細胞を生きたまま回収しセルソーティングを行ったところ、増殖性の細胞と非増殖性の細胞の分離に成功した。これらの遺伝子発現を比較するため、RNA-seqを行ったところ、非増殖性の細胞では増殖性の細胞に対して特徴的な遺伝子群が多く発現していることを明らかにできた。現在、発現が高い細胞に対してマーカー遺伝子の候補を選定している。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本申請研究を進める上での根幹的な技術である増殖性細胞と非増殖性の細胞分離、ならびに増殖性と非増殖性の細胞の遺伝子発現の違いを網羅的に明にできたことからおおむね順調と判断した。

Strategy for Future Research Activity

RNA-seqの結果より得られた遺伝子群から、非増殖性の細胞についてdormant cellsであるかどうかの解析を進める。また、がん幹細胞との関連について検証を行う。さらに、得られた非増殖性の細胞はなにかのトリガーにより増殖性細胞に転換するのか、あるいは、一旦増殖した細胞が再度非増殖性の細胞に変換するのか、既存の抗がん薬に対する反応性がどのようなものなのかを明らかにし、dormant cellsのがん組織中の振る舞いについて明らかにすることを目指す。