がん微小環境による大腸がんリプログラミング機構の解明

癌症微环境阐明结直肠癌重编程机制

基本信息

批准号：
15J06065
负责人：
藤井正幸
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J06065/
关键词：
大腸癌幹細胞オルガノイド

项目摘要

正常大腸上皮細胞と大腸癌細胞は遺伝子変異や染色体異常をはじめとした様々な分子生物学的特徴を異にするが，上皮側における分子異常ががん微少環境との相互作用においてどのような影響を及ぼすかは明らかとなっていない．本研究では上皮幹細胞培養法であるオルガノイド培養法を用いて分子異常とニッチシグナルの関連について検討した．まず，コホートとしてまれな組織型や転移巣を含む臨床検体よりオルガノイド樹立を行い，計55ラインから構成されるオルガノイドライブラリを構築した．オルガノイドは臨床腫瘍の組織型や遺伝子発現パターンを再現することが可能であり，腫瘍モデルツールとして極めて有用であることが示された．それぞれの腫瘍オルガノイドの培養には固有のニッチ因子条件が必要であり，分子生物学的異常との比較検討により，WntおよびEGFアゴニストの必要性はおもに遺伝子変異，遺伝子発現異常によって規定されていることがわかった．その一方で，遺伝子変異非依存的にTGF-Bへの耐性を獲得している大腸癌が多数確認され，このような大腸癌の特徴として進行癌および染色体異常を伴うことが挙げられた．また，マイクロサテライト不安定性を呈する大腸癌は他の大腸癌と全くことなる分子生物学的プロファイルを有しており，その特徴であるCpGアイランドのメチル化が挙げられた．DNAメチル化が惹起される機序について検討するため，遺伝子編集技術を用いてBRAF遺伝子変異オルガノイドを作製した．BRAF変異オルガノイドは長期培養後もメチル化は獲得せず，腸内に生理的に存在する微少環境が深く関与していることが示唆された．この異常メチル化の機序については今後さらに検討を重ねていく必要があると考えられた．

尽管正常的结肠上皮细胞和结肠癌细胞在各种分子生物学特征（包括遗传突变和染色体异常）中有所不同，但尚不清楚分子异常对上皮方面的影响对它们与癌症微环境的相互作用有何影响。在这项研究中，我们使用类细胞细胞培养方法器官培养方法调查了分子异常与小裂信号之间的关系。首先，从含有罕见的组织学类型的临床标本和同类中的转移灶建立了类器官，并构建了由55条线组成的类器官。器官能够复制临床肿瘤的组织学类型和基因表达模式，并已被证明是肿瘤模型工具非常有用。培养每个肿瘤类器官需要的土著小众因子条件是必需的，并且通过将其与分子生物学异常进行比较，发现对Wnt和EGF激动剂的需求主要由遗传突变和基因表达异常定义。另一方面，许多结肠癌已被证实以遗传突变非依赖性的方式获得了对TGF-B的耐药性，并且这种结肠癌的特征是晚期癌症和染色体异常。此外，表现出微卫星不稳定性的结肠癌与其他结肠癌具有完全不同的分子生物学特征，其特征是CPG岛的甲基化。为了研究发生DNA甲基化的机制，我们创建了使用基因编辑技术突变BRAF基因的器官。有人提出，即使在长期培养后，BRAF突变类器官也不会获得甲基化，并且在肠道上存在的微环境深深涉及。人们认为，进一步研究将来需要进一步研究这种异常甲基化的机制。