【研究領域課題番号】18H02582 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

天然物 / 阻害剤 / Notch / 進化 / Hes1 / 幹細胞 / タンパク質 / ケミカルバイオロジー / ビーズ / 白血病 / HIF / がん / 分子シグナル / がん幹細胞 / 標的タンパク質 / 神経幹細胞

【研究成果の概要】

生体内には生命の維持に重要であるが，ひとたび変異等で異常亢進すると疾病の原因となる，生死の天秤とも呼べる重要なシグナル伝達が存在する．我々はこれらシグナルのモジュレーターを，独自のタンパク質および細胞アッセイを用いて活性天然物を亜熱帯植物および放線菌エキスライブラリーから探索した．また単離した化合物の全合成および誘導体合成と活性評価も行った．さらには微生物の休眠遺伝子活性化法として，微生物―動物細胞共培養法を開発した．

【研究の社会的意義】

本研究では，これまでに多くの医薬候補が得られていないNotchシグナル等の阻害剤を天然物資源より，独自のアッセイ方法を用いて見いだしており，再生医薬や新規抗がん剤の種を提示しただけでなく，効率的な活性天然物の単離アッセイ方法を示しており，大きな学術的意義や社会的意義を有している．さらに休眠遺伝子活性化法として開発した病原微生物と動物細胞の共培養においては，病原微生物の「浸潤進化」というこれまでにない概念を打ち出した．

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】消化器内科学

【研究領域課題番号】17K09395 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

オルガノイド / 幹細胞 / HTS / 創薬スクリーニング / がん幹細胞 / 消化器がん / 化合物ライブラリー / organoid / High Throughput / High Contents Analyzer / cancer / 大腸癌 / 膵癌 / 医療・福祉 / 薬剤反応性 / 創薬

【研究成果の概要】

可視化したヒト消化器がん幹細胞を用いてHTS を行った. 1st スクリーニングでは３セットの化合物ライブラリーを使用し, 約3万化合物を検証した. 2nd screeningでは, Dose-respondsの検証を行った. これらの結果からLGR5特異的殺傷能力のある, 2つのHit化合物を選定しvalidationを行った. そのうちの１つである分子標的治療薬Aを検証した結果LGR5陽性細胞以外に効果があることがわかった。今回の結果では、ヒト消化器がん幹細胞特異的に効く薬は得られることができなかったが, 今後はコントロール基準を設定しより精度の高い解析系, 代替案を検討する必要がある.

【研究の社会的意義】

本研究は，独自に開発したオルガノイド培養技術により，消化器がん組織を直接培養しその生物学的特性と遺伝子変異プロファイルを基に最も効果的な治療薬の組み合わせを個別に選択するという，極めてシンプルな研究であるが，実際の臨床に直結した研究である．多くの研究者が類似した研究開発に取り組んでいるものの，未だ誰も成功していない．つまり，本研究は独創的というよりは源流的な研究基盤開発といえる．我々の研究の成功により，国内外の研究者や製薬会社にとって，実用面での多大なインパクトがあり，必然的に本邦の臨床・産業・研究に与える影響は極めて大きい.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【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】腫瘍生物学

【研究領域課題番号】16H04695 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

肝臓がん / がん幹細胞 / がんの増殖・浸潤・転移 / MT1-MMP / HIF-1 / Mint3 / EpCAM / CD90 / 肝細胞がん / ラミニン / がん微小環境 / EphA2 / HIF / Invasion / 膜型マトリックスメタロプロテアーゼ / 浸潤転移 / 肝臓 / がん / 浸潤・転移 / 悪性化

【研究成果の概要】

がんは多様な性質を持つがん細胞から構成されており、治療への感受性も細胞ごとに異なる。がんにはがん幹細胞が存在するとされており、そこから実際のがん細胞が生じる。従って、がんの理解にはがん幹細胞を理解することが不可欠である。
ヒト肝臓がんではEpCAM陽性とCD90陽性の異なるタイプのがん幹細胞が知られており、両タイプの相違は造腫瘍性や浸潤・転移などの病態に反映される。本研究ではがんの悪性形質を制御する膜型マトリックスメタロプロテアーゼ（MT1-MMP）と本分子により駆動される分子経路の要となる分子の発現と機能を二つのタイプのがん幹細胞で発現していることを確認した。

【研究の社会的意義】

肝臓がん幹細胞としてEpCAM陽性タイプの細胞とCD９０陽性タイプの存在が知られており、これら細胞の特徴は肝がんの臨床像に反映される。悪性化を促進する膜型プロテアーゼ（MT1-MMP）とそれによって駆動される分子経路をそれぞれのタイプの幹細胞での発現と働きを明らかにした。その結果、新しい腫瘍マーカーや治療法の開発につながる知見が得られた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【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】外科学一般

【研究領域課題番号】15H04922 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

膵癌 / オルガノイド / 癌 / 細胞・組織 / 癌幹細胞

【研究成果の概要】

膵癌は、特徴的な臨床症状が乏しいために早期発見が非常に困難で、また治療を行った場合でも再発率および転移率が高く極めて予後の悪い難治性癌である。本研究では、膵癌の発生から進展・薬剤耐性能の獲得、転移能の獲得に至るまでの過程を理解・制御を目指し、膵癌微小環境を再現可能なin vitro培養系を開発した。抗がん剤に対する治療抵抗性に関与する可能性があり、かつ癌幹細胞と微小環境の細胞間相互作用に関与する可能性のある候補分子を複数抽出することに成功した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】獣医学

【研究領域課題番号】26292161 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

犬 / がん / 癌幹細胞 / 自己複製能 / がん幹細胞 / 炎症性乳癌 / 横紋筋肉腫 / 乳癌

【研究成果の概要】

がん幹細胞は、自己複製能、多分化能、免疫不全マウスにおける高い腫瘍形成能を示す細胞集団と定義され、がん発症だけでなく、がん進展、再発、転移に重要な役割を果たすだけでなく化学療法に抵抗性を示すため、がん幹細胞を標的とした治療戦略は必要不可欠と考えられている。
本研究は、極めて病態進行が早く、効果的な治療法がない犬の難治性がんを対象とし、難治性がんのがん幹細胞の同定を行い、薬剤ライブラリーを用いてがん幹細胞の自己複製能を抑制する阻害剤を抽出し、がん幹細胞移植モデルマウスにおける抗腫瘍効果を評価した。その結果、mTOR阻害剤の抗癌幹細胞効果を明らかにし、獣医医療に有用な候補治療薬として同定された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】腫瘍生物学

【研究領域課題番号】26710005 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

がん微小環境 / がん幹細胞 / 低酸素 / 低栄養 / 低pH / がん / ストレス / ゲノム / 腫瘍微小環境 / 癌

【研究成果の概要】

癌の増殖と転移には腫瘍微小環境が重要な役割を果たす。これまで申請者は低酸素下の栄養飢餓で残存する癌細胞が癌の悪性化、及び、治療抵抗性を促進することを見出し報告してきた。本研究はこの低酸素・低栄養によって誘導される癌の悪性化のメカニズムを癌幹細胞の詳細な解析から解明し、低酸素・低栄養に抵抗性な癌幹細胞を標的とした新しい癌の制御法の開発につながる研究を目指して研究を行った。本研究から、低酸素・低栄養・低pHといったがん微小環境に起因する悪性化機構のいち部を解明し、現存する化学療法や血管新生阻害療法との併用で相乗効果が期待できる新しい標的分子の探索と治療への応用のための基盤となる研究を実施した。

【研究の社会的意義】

本研究の低酸素・低栄養の培養系を用いて樹立した細胞株を利用することにより、低酸素・低栄養の腫瘍微小環境における癌悪性化と治療抵抗性のメカニズムを解明し既存の抗癌剤や血管新生阻害剤と併用可能な新しい制癌法を開発することが可能になる。これら抵抗性の克服は、次世代の抗癌剤や血管新生阻害剤の開発にきわめて重要と考えられ、本研究は、
（１）大腸がん、乳がん、肝がんなどの血管新生阻害療法が承認されている癌治療についてさらに改良を加えること
（２）Hypovascularな膵臓癌や、高転移性な脳腫瘍などの抗癌剤や血管新生阻害療法の効果が見られない難治癌のモデル系として非常に有用で意義のある研究と考えられる。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2014-04-01 - 2019-03-31

【配分額】15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】26290049 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

胆道がん / 膵臓がん / がん幹細胞 / オルガノイド培養 / マイクロRNA / エピゲノム / 個別化治療 / 胆道・膵臓がん / 癌 / 幹細胞

【研究成果の概要】

がん幹細胞は現行の抗腫瘍薬に抵抗性を示し、がんの増殖・浸潤・転移の主な原因となっている。本研究の目的は難治がんの代表である胆道・膵臓がんに対し、がん幹細胞を標的とした革新的な治療法を開発することである。この目的を達成するために、幹細胞の新たな3次元培養法であるオルガノイド培養技術により、胆道・膵臓がん患者由来のがん組織を用いてオルガノイドを樹立した。樹立した胆道・膵臓がんオルガノイドを用いて遺伝子変異・遺伝子発現解析や薬剤感受性試験などを行うことで、既存の低分子化合物やmiR-34aをはじめとするがん抑制マイクロRNAが胆道・膵臓がんに対する安全かつ効果的な治療薬の候補となることが示された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)

【研究分野】腫瘍診断学

【研究領域課題番号】24650632 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

腫瘍マーカー / がん幹細胞 / がん / 遺伝子 / 臨床 / 癌

【研究成果の概要】

「がん幹細胞（CSC）特異的マーカー」の同定を目的とした。現存するCSCマーカーは正常幹細胞の分取法に一致する。我々は、正常幹細胞に重要なPRDM14が乳がん特異的に発現亢進すること、さらに、EZH2が正常幹細胞に重要なKLF2の発現を抑制することを報告した。そこで、研究計画に沿い、セルソーターによるSP分画、Tumor sphere法によりCSC分画を採取した。分取したCSC分画と対応する正常細胞を使用して、発現が異なる候補遺伝子を次世代型シークエンサーにより絞り込み、機能解析を行った。以上より、有望な候補遺伝子が得られており、臨床検体における検証を開始している。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2012-04-01 - 2014-03-31

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

【研究分野】外科学一般

【研究領域課題番号】24390305 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

癌 / 細胞・組織 / 膵癌幹細胞 / 膵癌 / 癌幹細胞 / 転移 / がん幹細胞 / 膵臓

【研究成果の概要】

膵癌モデルマウスより様々な発癌段階の膵癌組織を採取し単細胞化し、癌幹細胞マーカーとして知られるいくつかの表面抗原を認識する特異的抗体を用いてセルソーターにより細胞を分離した。分離した細胞が癌幹細胞としての能力を有するか検討し、腫瘍形成能を持つ癌幹細胞を同定した。さらに癌が進行したマウスより採取した癌幹細胞は転移能も有することが明らかとなった。さらに発癌初期の膵癌腫瘍組織より分離した腫瘍形成能をもつ膵癌幹細胞は転移能を有していないが、この発癌初期の癌幹細胞より形成された膵癌ゼノグラフトの細胞をゼノグラフトで植え継ぐと転移能を有する細胞へと増悪化することを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)

【研究分野】腫瘍生物学

【研究領域課題番号】23701063 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

幹細胞 / 遺伝子 / 癌 / トランスレーショナルリサーチ / 発生・分化 / ヒストンメチル化酵素 / EZH2遺伝子 / KLF2遺伝子 / 癌幹細胞

【研究成果の概要】

がん幹細胞の維持に関与するヒストンメチル化酵素(HMT)に着目し、その標的遺伝子の同定、分子機構を解明することを目的として研究を推進した。その結果、(1)HMTであるEZH2遺伝子産物の新規標的遺伝子であるKLF2を同定した。また、(2)KLF2遺伝子の機能解析を行い、KLF2が腫瘍形成能、転移能に影響を及ぼすことが判明した。KLF2遺伝子の発現を乳癌、前立腺癌の臨床検体で評価し、腫瘍マーカーへの応用が可能である根拠が得られた(Oncogene 2011)。以上から、同分子が癌の標的分子治療へ応用できると考えた。最終年度は、KLF2遺伝子の癌幹細胞形質に及ぼす影響をFCM、遺伝子発現により検証を行い、本分子が癌細胞の幹細胞性に関わることが判明した。さらに、KLF2遺伝子の発現を誘導する低分子化合物のスクリーニングを目的に、レポータアッセイを基本としたセルベースのハイスループットスクリーニング系を構築し、薬剤ライブラリーを用いて網羅的に検討した。その結果、代謝性疾患に臨床応用されている薬剤により、KLF2遺伝子が誘導されることが分かった。結果、すでに大きな副作用の無い本剤を腫瘍の治療薬として応用できる可能性が示唆された。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)