がん組織における分化転換機構の解明

大腸がんの多くを占める腺がんは、APC、TP53、KRAS遺伝子などのドライバー変異により発生し、さらに遺伝子変異が蓄積することにより進展することが知られている。しかし、一般的に進行が早く、予後不良であるケースが多い低分化がんに分類される大腸がんは、腺がんとは異なる分化形質をもつ細胞集団で構成され、その発生過程は明らかにされていない。本研究課題では、低分化腺がんを構成する細胞集団の特性を明らかにし、その発生・維持機構の解析を行うために、低分化大腸がんと診断されたがん組織の手術検体からオルガノイドを作成し、解析を行った。20名の粘液がん、印環細胞がん、低分化腺がんを含む大腸がん患者の手術検体からオルガノイドを樹立した。そのうち一名の患者からは、2箇所の同時切除肝転移巣からもオルガノイドを樹立した。全てのオルガノイドのエクソームシークエンスを行い、低分化大腸がんは高分化腺がんとは異なる遺伝子変異プロファイルを示すことが明らかになった。樹立されたオルガノイドの免疫不全マウスへの移植実験を実施し、樹立されたオルガノイドの造腫瘍能と組織型を評価した。その結果、マウスに生じた腫瘍は、由来するヒト生体がん組織と組織学的な類似性が示された。興味深いことに、ヒト生体組織およびマウス移植組織から取得された腫瘍の組織学的特徴は、オルガノイドのin vitroにおける形態と関連性がある可能性が示唆された。さらに、複数の組織型が混在する病巣から樹立されたオルガノイドは、形態が異なる複数の細胞塊から構成され、マウス移植組織においても複数の組織型が生じた。これらの結果は、混在型腫瘍から樹立されたオルガノイドが、低分化大腸がんの発生と進展を解析する上で特に有用なリソースとなる可能性を示す。

大腸がんの多くを占める腺がんは、APC、TP53、KRAS遺伝子などのドライバー変異により発生し、さらに遺伝子変異が蓄積することにより進展することが知られている。しかし、一般的に進行が早く、予後不良であるケースが多い低分化がんに分類される大腸がんは、腺がんとは異なる分化形質をもつ細胞集団で構成され、その発生過程は明らかにされていない。本研究課題では、低分化腺がんを構成する細胞集団の特性を明らかにし、その発生・維持機構の解析を行うために、低分化大腸がんと診断されたがん組織の手術検体からオルガノイドを作成し、解析を行った。20名の粘液がん、印環細胞がん、低分化腺がんを含む大腸がん患者の手術検体からオルガノイドを樹立した。そのうち一名の患者からは、2箇所の同時切除肝転移巣からもオルガノイドを樹立した。全てのオルガノイドのエクソームシークエンスを行い、低分化大腸がんは高分化腺がんとは異なる遺伝子変異プロファイルを示すことが明らかになった。樹立されたオルガノイドの免疫不全マウスへの移植実験を実施し、樹立されたオルガノイドの造腫瘍能と組織型を評価した。その結果、マウスに生じた腫瘍は、由来するヒト生体がん組織と組織学的な類似性が示された。興味深いことに、ヒト生体組織およびマウス移植組織から取得された腫瘍の組織学的特徴は、オルガノイドのin vitroにおける形態と関連性がある可能性が示唆された。さらに、複数の組織型が混在する病巣から樹立されたオルガノイドは、形態が異なる複数の細胞塊から構成され、マウス移植組織においても複数の組織型が生じた。これらの結果は、混在型腫瘍から樹立されたオルガノイドが、低分化大腸がんの発生と進展を解析する上で特に有用なリソースとなる可能性を示す。