膵内分泌腫瘍モデルマウスを用いたアミノ酸代謝異常を介した発がん機構の解明

利用胰腺内分泌肿瘤模型小鼠阐明氨基酸代谢异常介导的致癌机制

• 批准号: 21K08705
• 负责人: 堀 美香
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K08705/
• 关键词: グルカゴン遺伝子欠損マウス; 膵内分泌腫瘍; α細胞; 発がん; オルガノイド; グルカゴン; 遺伝子改変マウス; アミノ酸代謝; 脂質代謝

膵内分泌腫瘍(panNET)は希少がんとして知られ、一部の症例はがん抑制遺伝子MEN1変異により家族性に発症するが、その分子機構はほぼ未解明である。代表者のグループが樹立したグルカゴン遺伝子欠損マウスは、生下時から高アミノ酸血症を呈し、α細胞の過形成が認められ、10か月齢程度からpanNETが発生する。しかしながら、グルカゴン遺伝子欠損マウスにおいて、高アミノ酸血症が panNETの発がん過程にどのように関わるのか明らかではない。本研究では、グルカゴン遺伝子欠損マウスに発生したpanNET及び α細胞の特性解析を行うことで、panNETの発症機構に関する因子を細胞・個体レベルで明らかにし、panNETの発がん過程を解明することを目的とする。本年度は、グルカゴン遺伝子欠損マウスから自然発生した panNETの生物学的特性解析のため、12か月齢のグルカゴン遺伝子欠損マウスの各臓器、膵臓非がん部、がん組織の凍結・ホルマリンサンプルを得た (n=15)。panNETの組織切片を作製し、免疫組織学的解析により GFP陽性細胞が含まれていることを確認した。グルカゴン遺伝子欠損マウスは高蛋白食負荷により高アミノ酸血症が悪化することから、高アミノ酸血症がpanNET形成を促進するのか確認するため、4週齢のグルカゴン遺伝子欠損マウスに高蛋白食を負荷したが、10週間の負荷が限界であり、膵病理切片において前がん病変は認められなかった。グルカゴン遺伝子欠損マウス由来panNETについて酵素処理を行い、オルガノイド培養を行った。グルカゴン遺伝子欠損マウスは、グルカゴン遺伝子のコード領域をGFP cDNA に置き換えており、α細胞はGFP陽性であるが、panNETの培養オルガノイドではGFP陽性細胞の増殖は認められず、α細胞と関連するかは不明であるが、GFP陰性の膵管様細胞の増殖が認められた。

胰腺内分泌肿瘤（panNET）被称为罕见癌症，部分病例因抑癌基因MEN1突变而在家族中发生，但其分子机制仍知之甚少。代表组建立的胰高血糖素基因缺陷小鼠从出生起就表现出高氨基酸血症，表现出α细胞增生，并从10月龄左右开始发育panNET。然而，目前尚不清楚高氨基酸血症如何参与胰高血糖素基因缺陷小鼠的 panNET 致癌过程。本研究旨在通过分析胰高血糖素基因缺陷小鼠产生的panNET和α细胞的特征，从细胞和个体水平阐明与panNET发病机制相关的因素，并阐明panNET的致癌过程。今年，为了分析胰高血糖素基因缺陷小鼠自发产生的panNETs的生物学特性，我们从12个月大的胰高血糖素基因中获取了各个器官、胰腺非癌区和癌组织的冷冻和福尔马林样本。缺陷小鼠（n=15）。制备 panNET 的组织切片，免疫组织学分析证实其中含有 GFP 阳性细胞。由于高蛋白饮食会加剧胰高血糖素基因缺陷小鼠的高氨基酸血症，因此我们给4周龄的胰高血糖素基因缺陷小鼠喂食高蛋白饮食，以确认高氨基酸血症是否促进panNET形成，但10周的应激结果显示。胰腺病理切片未见癌前病变。来自胰高血糖素基因缺陷小鼠的 PanNET 经过酶处理并培养成类器官。在胰高血糖素基因缺陷小鼠中，胰高血糖素基因的编码区已被GFP cDNA取代，且α细胞呈GFP阳性，但在panNET培养的类器官中未观察到GFP阳性细胞的增殖，目前尚不清楚它们是否存在增殖。尽管未知，但观察到 GFP 阴性胰管样细胞的增殖。