【研究領域課題番号】20H03757 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大腸がん / オルガノイド / シングルセル解析 / 異種移植モデル / 転移 / 浸潤 / 遺伝子スクリーニング / 遺伝子変異 / 発がん / 遺伝子編集

【研究成果の概要】

がんは遺伝子変異を端緒とし，エピゲノム変化、染色体異常を含む様々な遺伝子異常を蓄積しつつ進行する。昨今のシーケンス技術の進歩により、ヒトの悪性腫瘍が獲得する遺伝子変異や染色体異常を捉えることが可能となった。しかしながら，浸潤や転移をはじめとしたがんの形質異常がいかなる遺伝子異常に起因し、規定されるかはほとんど明らかとなっていない。本研究では段階的な発癌過程における遺伝学的な異常がほぼ解明されている大腸癌に焦点をあて、その進行過程でがん細胞がいかなる分子メカニズムを通じて浸潤や転移能をはじめとした悪性形質を獲得するかを明らかにしたい。具体的には、組織幹細胞培養技術であるオルガノイド技術およびゲノムワイドな遺伝子ノックアウトスクリーニングを用いた逆遺伝学的なアプローチを用い生体内における転移能などを規定する遺伝子群を網羅的に探索し、大腸癌の悪性化メカニズムを統合的に理解する。最終的にはがんの致死性に大きく関わる浸潤や転移のプロセス自体を標的とした治療法の創出を目指す。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31

【配分額】17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)

【研究領域課題番号】19H03778 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肉腫 / 幹細胞 / オルガノイドモデル / 転移 / 浸潤 / 肉腫幹細胞 / オルガノイド / 肺転移

【研究成果の概要】

オルガノイドモデルは、細胞を３次元培養することにより得られる人為的に創出された器官に類似した組織体である。今回、骨肉腫幹細胞を特徴づける遺伝子群を同定し、それらが発現する細胞から骨肉腫オルガノイドを作成した。さらに、遺伝子Xは骨肉腫の新たな治療薬の分子ターゲットとなり得ることを解明した。今後新たな骨肉腫治療薬の開発につながると考える。

【研究の社会的意義】

肉腫の進展・肺転移のメカニズムに関する基礎的な研究は、２次元培養下での肉腫細胞を用いられてきたが、実際の３次元的に構成される肉腫とは大きく異なることが問題であった。我々の研究により、実際の３次元の肉腫の姿を試験管内で再現できることがわかり、治療薬の開発に大きく寄与すると考えられる。また、我々が見出した遺伝子Xは、骨肉腫の新たな治療薬の分子ターゲットとなり得ると考える。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】14,820千円 (直接経費: 11,400千円、間接経費: 3,420千円)

【研究分野】消化器内科学

【研究領域課題番号】16K09342 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞外マトリックス / 浸潤 / 転移 / Versican / 細胞外マトリックスプロテオグリカン / Sharpin / 肝細胞癌 / 糖タンパク質 / バイオマーカー / 癌関連遺伝子

【研究成果の概要】

細胞外マトリックスは癌の浸潤、転移に抑制的に働く一方で、その一部には促進的に働く機能的分子が存在することが明らかになりつつある。その一つであるVersicanは肝臓癌で転移や腫瘍進展への関与が示唆されている。本研究では肝癌で高頻度に活性化が認められるWntシグナル活性下でSharpinという分子がbeta-cateninと結合することにより、共にVersicanの発現を亢進させている可能性を示し、肝癌でWntシグナルが活性化した条件下では、Sharpinが治療の標的となり得ることが示唆された。

【研究の社会的意義】

肝細胞癌患者の生命予後は手術やラジオ波焼灼療法を中心とした局所療法による根治的治療により伸びているが、肝細胞癌の浸潤や遠隔転移は、肝細胞癌患者の予後を悪化させる主な原因の一つである。本研究では、肝細胞癌の浸潤を引き起こすと考えられている分子である細胞外マトリックスプロテオグリカンの一つVersicanに着目し、その発現調節機序と新規治療標的としての可能性を示し、本分子を標的とした治療が肝癌患者の予後改善へ寄与できる可能性が考えられた。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)

【研究分野】消化器内科学

【研究領域課題番号】15K15297 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大腸癌 / 浸潤 / 転移 / オルガノイド / 幹細胞

【研究成果の概要】

がんの浸潤・転移機構は依然として不明であり，その治療方法に結びついていない。我々は，55ラインのヒト大腸腫瘍オルガノイドを樹立し，その遺伝子変異・発現変化と細胞生物学的な形質の変化への相関性を追求し，これまで困難であったGenotype-Phenotype連関を研究するプラットフォームを構築した。さらに，CRISPR-Cas9によるゲノム編集技術をがんオルガノイドへ応用することにより，プロスペクティブな遺伝子変異や遺伝子機能操作による細胞機能解析が可能となった。本研究により大腸がんの悪性度を規定する形質変化，特に浸潤・転移のメカニズムを追及する研究基盤が確立したといえる。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2017-03-31

【配分額】3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)

【研究分野】消化器内科学

【研究領域課題番号】26293177 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

大腸癌 / 浸潤 / 転移 / オルガノイド / 幹細胞 / 下部消化管学 / 大腸がん

【研究成果の概要】

近年の次世代シークエンス技術の進歩と大規模なシークエンス解析プロジェクトにより, 大腸がんの網羅的ながん遺伝子変異同定が可能になった。我々は，大腸上皮組織の体外培養技術であるオルガノイド培養とCRISPR-Cas9ゲノム編集技術を組み合わせ，ヒト大腸上皮遺伝子変異導入オルガノイドによる，がん遺伝子変異の解析に成功した。作製された遺伝子変異オルガノイドは超免疫不全マウスを用いた異種移植系により，病理組織学的な評価と浸潤・転移能などの機能形質の解析が可能である。構築されるドライバー遺伝子機能解析基盤は汎用性が高く，様々な創薬スクリーニング応用が期待でき，高い社会的波及効果を併せ持つ。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円)

【研究分野】人体病理学

【研究領域課題番号】25460422 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腎細胞癌 / 浸潤 / 転移 / 分子標的治療 / 癌幹細胞 / 上皮－間葉転換 / 上皮ー間葉転換 / 予後 / 分子標的薬 / 治療耐性

【研究成果の概要】

本研究は腎細胞癌の分子標的治療効果の解析・耐性機構を解明するために行われた。腎細胞癌では腫瘍壊死因子(TNF-α)および癌幹細胞マーカーCD44発現が原発巣の進展度、遠隔転移、不良予後と相関した。TNF-αはE-cadherin発現を抑制、MMP9, CD44発現を亢進させることで遊走・浸潤を促進した（EMTおよび癌幹細胞の誘導）。分子標的薬スニチニブ治療を行った場合、CD44高発現が治療抵抗性と関連していた。また、スニチニブ治療後の転移性腎細胞癌組織は未治療癌組織に比べCD44が高発現していた。TNF-αはEMTおよび癌幹細胞を誘導により腎細胞癌の進展・治療抵抗性に関与していると考えられる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)

【研究分野】ケミカルバイオロジー

【研究領域課題番号】23310163 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子デザイン / バイオイメージング / 腹腔内転移 / 浸潤 / 遊走 / NF-kappa B / DHMEQ / DTCM-glutarimide / migracin / Exo-ene EQ / pyrapaxilline / 卵巣がん / 転移 / アノイキス / メラノーマ / 卵巣癌 / NF-κB / 探索プローブ / 標的タンパク質 / 光プローブ

【研究成果の概要】

本研究は天然からの探索および分子デザインにより転移を抑制する低分子化合物を発見し、培養細胞における転移抑制効果および作用機構を解析する。さらにマウス腹腔内転移を発光癌細胞のイメージングで評価し、新しい方法で腹腔内転移を抑制することを目的とする。主な成果として１）生体イメージング法により、NF-kappa B 阻害剤DHMEQはマウスにおける胃癌の播種・転移を抑制することを示した。２）新規がん細胞遊走阻害剤migracinを放線菌から発見した。３）２型糖尿病の経口医薬として広く使われるglybenclamideはヒト卵巣癌細胞の浸潤を抑制することを見出した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)

【研究分野】泌尿器科学

【研究領域課題番号】21390445 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腎細胞癌 / 分子標的治療 / 上皮-間葉転換 / Snail / 転移 / 浸潤 / E-cadherin / 骨転移 / RANKL / RANK

【研究成果の概要】

微小環境での癌の浸潤性と形態変化
腎細胞癌97例を用いてEMTの指標であるE-cadherin発現を抑制する転写因子Snailの発現を免疫組織学的に調べた。その結果、Snail発現は原発巣の進展度、組織学的異型度および肉腫様腎細胞癌の合併の有無と相関していた。Snail高発現例は低発現例に比べ、再発率および死亡率が高い傾向がみられた。
Snail発現と癌細胞の浸潤・転移能の関係を調べるため、腎細胞癌由来の細胞株786-O, ACHNにおけるSnail発現をsmall interfering RNA(siRNA)を用いて抑制し、E-cadherinおよび細胞外マトリックス分解酵素であるmatrix metalloproteinase(MMP)-2, MMP-9発現を定量PCR法およびイムノブロット法により測定した。その結果、siRNAによりSnail発現を抑制するとE-cadherin発現が上昇するとともに、MMP-2とMMP-9の発現が低下し、in vitroでの癌細胞の遊走能、浸潤能が低下した。Snailは腎細胞癌の浮潤胞および進展に関連していることが示唆された。
骨転移巣における微小環境
腎細胞癌96例を対象に原発巣のRANKL発現を調べた。RANKL陽性細胞の比率は原発巣の進展度、遠隔転移と相関していた。骨転移巣に限らず、リンパ節、肝臓、皮下組織の転移巣でもRANKL, RANKが高発現していた。RANKL, RANKの作用は骨転移における臓器特異的転移に相関するというよりも臓器に関わらず転移に関わっていることが示唆された。
腎細胞癌細胞株Caki-1にリコンビナントRANKLを添加して培養すると癌細胞の遊走能が亢進し、その作用はRANKLのdecoy receptorであるOPGを添加することで抑制された。RANKLとRANKは癌細胞の遊走能を亢進し、骨転移のみではなく他臓器への転移に関与していることが示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)

【研究分野】人体病理学

【研究領域課題番号】21390108 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

GPR49 / LGR5 / 細胞増殖 / 幹細胞 / 肝癌 / 大腸癌 / 浸潤 / 転移 / GPR49/L / 細胞運動 / 結節性 / GPR49/LGR5 / 腺腫 / G蛋白共役型受容体 / リンパ節転移 / 組織幹細胞

【研究成果の概要】

GPR49/LGR5遺伝子は、幾つかの癌で過剰発現すると共に、マウス小腸上皮並びに毛胞の幹細胞マーカー遺伝子であることが報告されている。我々は大腸発癌における意義を検討した。LGR5は対応する正常粘膜と比較して大腸癌50例中35例で高発現して、大腸腺腫においても全例で高発現していた。またLGR5の発現レベルは、リンパ管侵襲、静脈侵襲、腫瘍深達度、リンパ節転移、腫瘍病期(IIIC vs. IIIB)と有意な相関を認めた。一方、in situハイブリダイゼーションにて、背景粘膜では、小腸と大腸の陰窩底部の円柱状細胞において特異的にLGR5の発現が認められた。以上の結果はLGR5が大腸癌発癌の初期のみならず浸潤転移といった後期においても重要な役割を果たしていることを示唆している。さらに、LGR5の癌における機能を明確にする目的で、肝癌細胞を用いLGR5の高発現ないし発現抑制細胞株を作成した。In vitro, in vivo解析の結果から、ヒト肝癌組織における結節形成や索状配列、あるいは肝癌の薬剤治療の抵抗性など肝癌に特徴的な形態がLGR5の高発現によることが一因となっている可能性が高いことが示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2009 - 2011

【配分額】18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)

【研究分野】ケミカルバイオロジー

【研究領域課題番号】20611015 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

DHMEQ / NF-κB / 卵巣癌 / 分子デザイン / 腹腔内播種 / 浸潤 / 転移 / 抗癌剤

【研究成果の概要】

私たちの見出したDHMEQは特異性が高く、in vivoで有効なNF-κB阻害剤であるが、溶解性が低い。そこで、活性コア以外の部分をかえて、溶解性を向上させた。また、酵素を用いて、医薬開発に必要な光学活性体を効率的に合成できるようにした。一方、DHMEQは培養卵巣癌細胞の浸潤を抑制し、その新しい機構としてCXCL12/CXCR4系および下流のタンパク質分解酵素の発現抑制が関与することを見出した。さらにDHMEQは卵巣癌細胞の抗癌剤感受性を向上させ、卵巣癌担癌マウスへのDHMEQの投与で悪液質が抑えられることがわかった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)

【研究分野】実験病理学

【研究領域課題番号】20590415 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腫瘍 / マトリックス・メタロプロテアーゼ / 浸潤 / 転移

【研究成果の概要】

癌浸潤促進因子emmprinの多機能性メカニズムの解析を目的として、BS3 crosslinkerによって細胞膜上の分子間に複合体を形成させ、emmprinと複合体を形成する分子を質量分析器にて解析した。BS3処理群の複合体にのみ認められた130分子から、分子量や局在、機能を参考に約10程度の分子に絞り込み、現在これらの分子のemmprinとの複合体形成能とMMP誘導活性について確認作業中である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)