Functional single cell analysis and drug screening in tumor organoids to target slow-growing cells

针对生长缓慢的细胞的肿瘤类器官功能性单细胞分析和药物筛选

基本信息

批准号：
22KF0212
负责人：
井上正宏
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0212/
关键词：
がん多様性可塑性増殖運命薬剤耐性

项目摘要

がん治療は進歩したが、多くの場合、再発を回避できない。現在のがん治療法は、増殖速度の速いがん細胞に対して開発されてきたため、静止期がん細胞や増殖の遅いがん細胞の重要性は見落とされ、このような細胞の可塑性を研究するプラットフォームはなかった。我々は、単一細胞の分解能で表現型の追跡が可能な細胞培養系の開発に成功し、一細胞単位でアッセイする細胞の不均一性を明らかにし、さらに異なる増殖能力を持つ亜集団のうち、増殖能の低い亜集団が安定して分離培養できることを見出した。この亜集団は薬剤耐性であり、亜集団間の細胞運命の転換は分子制御を受けていることから、まさにdrug tolerant persister（DTP）の特性を示している。本研究は、腫瘍オルガノイドから純粋な薬剤耐性亜集団細胞を分離し、安定的に培養することによって、その表現型の特徴を明らかにし、新しい治療標的を開発することを目的とする。異なる大腸癌患者由来のオルガノイドから低増殖亜集団細胞（S-cell）のライブラリーを構築した。現在までに、7つのCRCオルガノイドラインからS細胞のライブラリーの作製を完了した。合計10株を目指し、さらに3株については現在進行中である。純粋な低増殖能細胞で構成されていることを、2回目の単細胞増殖解析法で確認した。一方、S細胞におけるDTP状態の分子メカニズムを調べるため、CRIPR/Cas9スクリーニングを計画した。Cas9を安定的に発現するS細胞株を作製し、その後、MSI1遺伝子のノックアウトすることでCas9活性を確認し、さらにS細胞におけるMSI1抑制が、5-FUおよびMEK1/2阻害剤による処理後の成長と再生に影響を与えることを実証した。

尽管癌症治疗取得了进步，但复发往往是不可避免的。目前的癌症治疗方法是针对快速增殖的癌细胞而开发的，因此稳定期癌细胞和缓慢增殖的癌细胞的重要性被忽视，导致对这些细胞的可塑性的研究没有平台进行。我们成功开发了一种细胞培养系统，可以在单细胞分辨率下进行表型跟踪，阐明在单细胞基础上检测的细胞的异质性，并进一步鉴定具有不同增殖能力的亚群，发现增殖能力低的亚群可以稳定地生长。孤立和培养。该亚群具有耐药性，并且亚群之间的细胞命运转换受到分子控制，展示了耐药持久细胞（DTP）的特征。本研究旨在从肿瘤类器官中分离出纯的耐药亚群细胞，对其进行稳定培养，表征其表型，并开发新的治疗靶点。低增殖亚群细胞（S 细胞）文库是由来自不同结直肠癌患者的类器官构建而成。迄今为止，我们已经完成了七个 CRC 类器官系 S 细胞文库的生成。我们的目标是总共 10 只股票，目前正在研究另外 3 只股票。经第二次单细胞增殖分析方法证实其由低增殖潜力的纯细胞组成。同时，我们计划进行CRIPR/Cas9筛选来研究S细胞中DTP状态的分子机制。我们生成了稳定表达 Cas9 的 S 细胞系，然后通过敲除 MSI1 基因证实了 Cas9 活性，并进一步证实了用 5-FU 和 MEK1/2 抑制剂处理后 S 细胞中 MSI1 的抑制会影响生长和繁殖。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

がん幹細胞の多様性と可塑性

癌症干细胞的多样性和可塑性

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上正宏
通讯作者：
井上正宏

Distinct but interchangeable subpopulations of colorectal cancer cells with different growth fates and drug sensitivity

具有不同生长命运和药物敏感性的独特但可互换的结直肠癌细胞亚群

DOI：
10.1016/j.isci.2023.105962
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
5.8
作者：
Coppo Roberto;Kondo Jumpei;Iida Keita;Okada Mariko;Onuma Kunishige;Tanaka Yoshihisa;Kamada Mayumi;Ohue Masayuki;Kawada Kenji;Obama Kazutaka;Inoue Masahiro
通讯作者：
Inoue Masahiro

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