【研究領域課題番号】19H03718 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

オルガノイド / 癌 / 膵癌

【研究成果の概要】

本研究では、膵癌細胞-間質相互作用を明らかにすることを目的にin vivoでの空間的オミックス解析を行った。さらに、臨床検体からプライマリ細胞を樹立し、樹立したプライマリ細胞に対するシングルセルレベルの網羅的遺伝子発現解析を実施した。これらのデータを統合的したインフォマティックス解析を実施することで転写因子ネットワークや細胞間相互作用に関わるリガンド-レセプター解析、細胞内シグナルネットワーク解析を実施し、膵癌細胞-間質相互作用に関与すると考えられる転写因子ネットワークの同定と複数の膵癌細胞-間質相互作用の候補分子の同定に成功した。

【研究の社会的意義】

膵癌は極めて予後の悪い難治癌であり、本邦では肝癌を抜いて第4位となっており、2030年までには第２位となるとの予測もあるなど、予後の改善に向けた開発が社会的要求が高いといえる。本研究では膵癌の進展に必須と考えられる膵癌細胞と間質の間におこる相互作用に関与すると考えられる転写因子ネットワークの同定と複数の膵癌細胞-間質相互作用の候補分子の同定に成功した。今後これらの分子を標的とした機能解析と創薬開発により、膵癌の予後改善に貢献する可能性が期待される。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【研究分野】放射線科学

【研究領域課題番号】17K10417 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

画像診断 / メタボロミクス / 膵癌 / 転移性肝腫瘍 / MRI / 癌 / 核磁気共鳴画像

【研究成果の概要】

最終的には34症例を組み入れることが可能であった。全例、膵癌の症例であり、肝転移ありと診断された症例は8例であった。肝転移が認められなかった症例は26例であった。そのうち、5例で肝転移が、3例で肺転移が、4例で腹膜播種が経過観察期間（中央値18か月）で発症した。
メタボロミクスにより、肝転移なし／肝転移ありの予測性があるかをまず調べたところ、定量できた127物質の絶対濃度をクレアチニン濃度で補正して比較し、23物質で有意差(P<0.05, Mann-Whitney検定)を認めた。現在、他の要因に関しては検討中であるが、予後なども含め多方面から解析を行っているところである。

【研究の社会的意義】

メタボロミクスは唾液、尿などで検査できる非常に侵襲性のない検査である。これまで、膵癌の肝転移の診断には肝細胞特異性MRI造影剤を使用したMRI検査が最も優れている検査であった。しかし、MRI検査のみでは診断に迷うこともあった。また、造影剤を使用できない患者の存在も問題であった。メタボロミクスにより肝転移の存在が予想できる可能性が、本研究により示唆されたことで、速やかな診断が可能となるものと予想される。膵癌の根治治療は手術であることから、手術適応のある患者を迅速に判断する必要があり、その観点から、本研究の成果は意義のあるものと考える。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】病態検査学

【研究領域課題番号】17K09027 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

膵癌 / プロセシング / MT1-MMP / HB-EGF / EphA2 / 膜蛋白質 / 膜型メタロプロテアーゼ / 基質 / 限定分解（プロセシング） / プロセシング断片 / ErbB受容体リガンド / がん化促進因子 / バイオマーカー / 癌 / 診断 / 膵臓癌

【研究成果の概要】

膵がんの早期診断法は確立されていない。本研究では、膵がんの悪性化に重要なMT1-MMPとその基質のプロセシングに着目し、MR1-MMP基質のプロセシング断片を指標とした新たな膵がん診断法の開発を行った。今回の検討において、2種類のMT1-MMP基質であるシグナル膜蛋白質断片に対するELISA定量測定系を作製した。活性型HB-EGF断片に対する検出感度は十分ではなく、さらなる改良を必要とした。また、MT1-MMP基質として見出したEphA2断片は健常人と比較して早期ステージを含む膵がん血清で有意に高値を示した。以上、EphA2断片が早期膵がん診断の新たな指標になりうる可能性を示唆している。

【研究の社会的意義】

膵癌は早期診断、早期治療以外に完治を見込めない難治癌である。しかし、現状では早期膵癌を見出すバイオマーカーはない。今回着目したMT1-MMP、EphA2は共に早期の膵癌で高発現していることが報告されていることから、それら相互作用としての蛋白分解で生じる基質断片は早期の膵癌の存在を示す重要なバイオマーカーになる可能性をもつ。今後、多検体血清を用いた臨床研究により、これら分解断片の早期膵癌のバオマーカーとしての有用性を明らかとすることが必要となる。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31

【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】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】複雑系疾病論

【研究領域課題番号】16KT0109 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

複雑系 / ヘテロクロマチン / RNA / 反復配列RNA / 膵癌 / 癌化 / 反復配列 / 核酸 / 癌 / トランスレーショナルリサーチ

【研究成果の概要】

膵癌早期からヘテロクロマチン領域から反復配列をもつRNAが発現してくることに着目し、その生物学的意義を検討した。反復配列RNAの過剰発現は、YBX1蛋白との結合を介して、DNA損傷の蓄積や染色体分裂異常を惹起し、それにより癌化のポテンシャルを上げていることが示された。さらに反復配列RNAを高感度に血中から検出することで、膵癌早期診断マーカーとして有用であることが示唆された。さらに特殊な非コードRNAとして 膵癌特異的な環状RNAを同定し全長配列を決定したうえでその組織内発現を確認し、今後の複雑系の解析次第では、新規の膵癌マーカーとして有用になる可能性が考えられた

【研究の社会的意義】

膵癌は予後の悪いがんの筆頭ともいえるが、それは 発癌メカニズムが不明である点と、早期発見がしにくい点が 理由として挙げられる。膵癌早期から、通常では発現していない一定の配列の繰り返しを持つ特殊なRNAが発現してくることが分かっている。本研究によって、この反復配列RNAの発現が複雑な系を介して細胞の遺伝子異常を惹起し、癌化に絡んでいることが判明した。今後 反復配列RNAの血中での検出による膵癌早期発見への応用や、このRNAを標的とした新規治療法の開発がのぞまれる。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-07-19 - 2019-03-31

【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】消化器外科学

【研究領域課題番号】15K15484 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

遺伝子発現制御 / 光遺伝学 / Phytochrome B / 光受容体 / 癌 / ルシフェラーゼ / がん / 光制御 / 遺伝子発現 / 膵癌

【研究成果の概要】

膵癌は早期発見が困難であり、予後が極めて不良な疾患であることから、より優れた治療法の開発が急務である。本研究は、光照射により遺伝子発現制御が可能な「光スイッチシステム」を作製し、膵癌の遺伝子治療法の開発を目指すことを目的として研究を行った。植物の光受容体フィトクロムBとその結合タンパク質(PIF6)の赤色光照射による結合が転写活性化スイッチとなり、近赤外光で転写が抑制されるベクターを作製した。このシステムは癌治療への応用に向けた生物学的なプロセスにおける転写調節への適用が期待される。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【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】実験病理学

【研究領域課題番号】15H04721 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

dedifferentiation / cancer / iPS cell / reprogramming / 脱分化 / 膵癌 / がん / iPS細胞 / 細胞初期化 / マウス / リプログラミング

【研究成果の概要】

本研究では、生体内細胞初期化システムを用いて、生体内において積極的に脱分化を誘導することで、発がんにおける脱分化の意義について明らかとすることを目的とした。膵臓発がんモデルを用いて、発がんにおける脱分化の影響を病理組織学的解析により検討した。細胞脱分化により体細胞のエンハンサーが抑制され、変異型K-rasを発現する膵腺房細胞に異常増殖が誘導されることを示した。細胞脱分化に関わるエピゲノム制御が膵臓の多段階発がんの中心的な役割を果たしていることを明らかにした。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【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】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】病態医化学

【研究領域課題番号】25293076 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子腫瘍学 / 非コードRNA / ミトコンドリア / 非コードＲＮＡ / 癌 / ＹＢ－１ / 膵癌 / YB-1

【研究成果の概要】

癌は癌遺伝子・癌抑制遺伝子の変異に伴う多段階発癌が主要な発癌経路であると推定されているが、なぜそれらの遺伝子変異が最終的に雑多な遺伝子異常を伴う細胞癌化に結びつくのかはいまだ明確になっていない。本申請では、多段階発癌の初期の遺伝子異常の段階から非コード反復配列RNAが発現し、DNA修復因子であるYB-1蛋白と結合し細胞質に局在させることを明らかにした。この反復配列がゲノムDNAやミトコンドリアDNAの変異修復を阻害することで、細胞内環境を攪乱しDNA損傷を惹起することをつきとめた。反復配列RNAのYB1への結合を阻害するなどの介入法によって発癌を抑制できる可能性が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31

【配分額】17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)

【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)