Analysis of breast cancer stem cell survival signaling pathways in patient-derived organoids on hydrogels

水凝胶上患者来源的类器官中乳腺癌干细胞存活信号通路的分析

• 批准号: 22K18192
• 负责人: 鈴鹿 淳
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Japanese Foundation for Cancer Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18192/
• 关键词: 乳がん; がん幹細胞; バイオマテリアル; ハイドロゲル; シグナル伝達

乳がんは内分泌療法や抗HER2療法等の標準治療が確立されているため治療成績は向上しているものの、一部患者においては再発・転移が生じ、予後不良である。再発や転移の原因として、「がん幹細胞」や治療の影響により脱分化して幹細胞様の性質を有した「がん幹細胞様細胞」の集団が関与することが報告されており、これらの細胞集団に着目した治療法の開発が望まれる。しかし、このような細胞集団はがん組織中では極めて僅かであるため、臨床検体から性状解析に必要十分な細胞数を確保することが困難である。本研究では申請者が開発したハイドロゲルによるがん幹細胞誘導システムを用いて、乳がん臨床検体由来細胞からがん幹細胞集団を誘導し、それらの生存に必須となる細胞内シグナルを見出し、乳がん幹細胞の病的意義や治療抵抗性解除に繋がる標的分子を同定し、新たな治療法の開発を目指すことを目的としている。令和4年度は、ハイドロゲル上での脱分化誘導の検討および特異的に変動する細胞集団を特定するために、乳がん患者検体から樹立されたオルガノイド6例において、オルガノイドおよびハイドロゲル培養条件下細胞を用いてBulk RNA-seqおよびシングルセルRNA-seq解析を実施した。Bulk RNA-seq解析（6例）より、ハイドロゲル上ではがん幹細胞および薬剤代謝に関与するCYP1A1やALDH1A3のような遺伝子発現が亢進し、乳腺前駆細胞や薬剤代謝に関与する遺伝子セットが共通して検出された。シングルセルRNA-seq解析（1例）では、ハイドロゲルおよびオルガノイド条件下で培養した細胞集団は異なる分布を示しており、特にハイドロゲル培養細胞ではCYP1A1等を強く発現する細胞クラスターにおいてBulk RNA-seq解析で認められたような乳腺前駆細胞および薬剤代謝に関与する遺伝子セットが抽出される傾向にあった。

The standard treatments such as breast endocrine therapy and anti-HER 2 therapy have been established, and the results of treatment have been improved, and some patients have developed, migrated, and developed. The reasons for this shift and the effects of stem cell therapy on the nature of stem cell dedifferentiation and the relationship between stem cell populations and the development of therapeutic methods are reported. It is difficult to ensure the number of cells necessary for the analysis of clinical characteristics in tissue. This study aims to identify the application of stem cell induction system by the applicant, the induction of stem cell populations from cells derived from clinical samples, the identification of intracellular factors necessary for survival, the significance of stem cell disease, and the identification of target molecules for therapeutic resistance relief, and the development of new therapeutic methods. In the fourth year of this study, cell populations were identified for dedifferentiation induction and specific activation, and cell populations were identified for use in Bulk RNA-seq analysis under culture conditions. Bulk RNA-seq analysis (6 cases): The expression of CYP1A1 and ALDH1A3 genes related to stem cell metabolism and metabolism was increased, and the expression of CYP1A1 and ALDH1A3 genes related to breast cell metabolism and metabolism was detected in common. The analysis of Bulk RNA-seq (1 example) shows the distribution of cell population diversity in culture under different conditions, especially in culture of CYP1A1 cells. The analysis of Bulk RNA-seq shows the tendency of cell population diversity to be detected under different conditions.

项目成果

バイオマテリアルを活用した脱分化がん細胞の特性解析

使用生物材料表征去分化癌细胞

• 发表时间: 2023
• 作者: 白木翔大;高橋実紀;小幡亜希子;櫻井誠;永田夫久江;李誠鎬;鈴鹿淳
• 通讯作者: 鈴鹿淳

Differences of the molecular mechanisms in dedifferentiation potential of breast cancer cells using hydrogels

水凝胶对乳腺癌细胞去分化潜能的分子机制的差异

• 发表时间: 2022
• 作者: Jun Suzuka;Sumito Saeki;Kohei Kumegawa;Yoko Takahashi;Takayuki Ueno;Shinji Ohno;Masumi Tsuda;Shinya Tanaka;Reo Maruyama
• 通讯作者: Reo Maruyama

ハイドロゲルにより誘導される脱分化乳がん細胞の解析

水凝胶诱导的去分化乳腺癌细胞分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴鹿淳;佐伯澄人;粂川昂平;上野貴之;津田真寿美;グン剣萍;田中伸哉
• 通讯作者: 田中伸哉

Rapid reprogramming of tumour cells into cancer stem cells on double-network hydrogels

• DOI: 10.1038/s41551-021-00692-2
• 发表时间: 2021-03-29
• 期刊: NATURE BIOMEDICAL ENGINEERING
• 影响因子: 28.1
• 作者: Suzuka, Jun;Tsuda, Masumi;Tanaka, Shinya
• 通讯作者: Tanaka, Shinya

Evaluation of the diversity of dedifferentiation potential of breast cancer cells using hydrogel

利用水凝胶评估乳腺癌细胞去分化潜力的多样性

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴鹿淳;佐伯澄人;粂川昂平;上野貴之;津田真寿美;田中伸哉;丸山玲緒
• 通讯作者: 丸山玲緒