食道がんオルガノイドで解明する化学療法抵抗性メカニズム~診断バイオマーカーの発見と新たな治療薬の可能性~

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2025-04-01 東京科学大学

2025年4月1日、東京科学大学の研究チームは、食道扁平上皮がん(ESCC)患者から24系統のオルガノイドを樹立し、そのうち7系統が化学療法抵抗性を示すことを明らかにしました。これらの抵抗性オルガノイドでは、抗酸化ストレス応答に関与するNRF2経路が活性化されており、ALDH3A1、SPP1、TXNRD1などのNRF2標的遺伝子の発現が亢進していました。さらに、これらの遺伝子が化学療法抵抗性のバイオマーカーとして有用であることが示唆され、JAKキナーゼ阻害剤であるフェドラチニブが抵抗性オルガノイドに対して有効であることが確認されました。この研究成果は、食道がんの個別化医療や新規治療法の開発に寄与することが期待されます。

<関連情報>

ヒト食道扁平上皮癌(ESCC)のオルガノイドライブラリーは化学療法抵抗性ESCCの特徴を明らかにした An organoid library of human esophageal squamous cell carcinomas (ESCCs) uncovers the chemotherapy-resistant ESCC features

Shunsaku Nakagawa,Taku Sato,Eriko Ohashi,Mihoko Kajita,Fuyuki Miya,Kouhei Yamamoto,Hiroki Yotsumata,Kazuya Yamaguchi,Yasuaki Nakajima,Akinori Miura,Yusuke Kinugasa & oshiaki Ohteki
Communications Biology  Published:1 April 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s42003-025-07869-4

食道がんオルガノイドで解明する化学療法抵抗性メカニズム~診断バイオマーカーの発見と新たな治療薬の可能性~

Abstract

Esophageal squamous cell carcinoma (ESCC) is a deadly cancer with a poor prognosis and a high recurrence rate after chemotherapy, posing a significant clinical challenge. To elucidate the molecular basis of chemotherapy (chemo)-resistance and to develop methods to effectively eliminate chemo-resistant tumor clones, we established an ESCC organoid (ESCCO) library from 24 ESCC patients of various stages, ages, and treatments. These ESCCOs faithfully recapitulate the oncogenic mutations observed in the original ESCC tissues and manifest tumorigenic properties when xenografted. The ESCCOs respond differently to cisplatin and 5-fluorouracil, chemotherapeutic agents commonly used to treat ESCC patients, with 7 ESCCOs exhibiting potent chemo-resistance. Notably, the chemo-resistant ESCCOs show higher genes involved in antioxidant stress response pathways and more accessible chromatin at their loci than the sensitive ESCCOs. These genes can serve as valuable biomarkers to stratify chemo-resistant ESCCs in histopathological specimens. Through drug screening using the ESCCO library, we reveal that fedratinib effectively induces cell death in chemo-resistant ESCCOs. Collectively, our human ESCCO model offers novel insights into the mechanism of chemo-resistance in ESCCs, which is critical for developing effective therapeutic approaches to eradicate the recurrence of ESCCs.

医療・健康
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