臨床検体のシングルセル解析による大腸癌幹細胞の代謝機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

癌幹細胞とは、自己複製能、多分化能、造腫瘍能を有する少数の癌細胞集団で、治療抵抗性を示し、再発や転移の原因となるため、癌幹細胞を治療標的とする研究が数多くなされてきた。本研究では、特に癌幹細胞独特の代謝機構に注目することとした。癌細胞周囲の微小環境も血流や、酸素バランス、栄養供給の観点から癌幹細胞の代謝活動には重要と考えられるため、細胞株や単離癌細胞ではなく、癌組織をヌードマウスに移植するPDXモデルを作製して癌細胞とそれを取り巻く微小環境について併せて評価することとした。PDXモデルは間質成分も含んでおり、体内での腫瘍微小環境を再現しているため、微小環境からの影響が大きい代謝機構を評価するのに最も適したモデルと考えた。我々は大腸癌患者の癌組織を採取し、PDXを作製し、4例の大腸癌患者由来の正常大腸粘膜、癌組織、マウスから回収したPDXをそれぞれn=2でRNA-seqに提出して検討したところ、癌組織とPDXの間で目立った代謝分子の変動はみられなかった。癌幹細胞性を高めるにはマウスPDXをマウスに継代してゆくserial transplantation法があるが、相当の時間を要するため、マウスの腫瘍を裁断してスフェロイド培養する方法を試みた。癌細胞をマトリゲルの上に撒く、あるいはマトリゲルの中に埋め込むなどいろいろな培養条件について実験を繰り返し、最終的に安定してスフェロイドを培養して、セルライン化もして凍結保存する方法を確立した。症例を8例に増やし、正常、癌組織、PDX、スフェロイドを各2サンプルずつRNA-seqに提出して解析した結果、解糖系、ミトコンドリア酸化、オートファジーなどの代謝関連分子のうち、解糖系、ミトコンドリア酸化関連分子の変動は僅かであったが、オートファジー関連分子群はダイナミックに大きく変動した。