患者由来のがん細胞 (PDC) を用いた担がんマウスモデルによる薬効評価

熊本研究所 薬理研究部
2023. © Mediford Corporation

背 景

 PDC (Patient-Derived Cell Line) とはがん患者から採取し, 低継代数で保存した細胞(腫瘍細胞を含む不均一な細胞集団)

 既存の腫瘍モデルである樹立細胞株移植モデルの欠点
in vitro で長期的に培養された細胞株 (均一な細胞集団) を使用しており, 実際の病態とかけ離れている．

既存のモデルで開発された新薬候補は，非臨床研究の結果と臨床研究の結果が一致しないものが多く，上市率が約5％と低いことが課題となっている1)．

臨床での有効性をより予測しやすい患者由来
がんモデルとして，PDC移植モデルを検討した．

1) Hutchinson L. and Kirk R., High drug attrition rates–where are we going wrong? Nat. Rev. Clin. Oncol., 2011;8:189-190.

1当社が保有するPDCの種類

 胃がん患者の腹水由来： 膵臓がん患者の腹水由来：




45株
38株

患者から採取したがん細胞を5回継代し，株化したもの
100継代前後まで使用予定

国立がん研究センターの佐々木博己先生より入手

多くは全エクソーム解析，マイクロアレイ (Affymetrix U133 Plus 2.0) を実施（個別のお問合せにより情報提供が可能です．）



免疫不全マウスへの生着状況は検討中

当社と国立がん研究センターでin vitro (2D培養) での薬効評価を実施(シスプラチン, ドセタキセル，ゲムシタビン等を使用)
2 使用動物

実験方法

胃がん：ヌードマウス
膵臓がん： SCID Beigeマウス

 使用したPDC

胃がん：
NSC-10C, NSC-14C
膵臓がん： NPC-7C, NPC-20C※ 動物に生着する株から，in vitro 薬効試験(2D)での薬剤感受性の差が大きい株を選択した．
シスプラチン感受性：NSC-14C＜NSC-10C
ゲムシタビン感受性：NPC-20C＜NPC-7C

 移植部位と細胞数

in vitro で培養した細胞をマウスの皮下に移植 (3～5×106 cells/body，マトリゲル使用)

 評価方法腫瘍径をノギスで測定し，腫瘍体積を算出

腫瘍体積 (mm3) ＝1/2×長径 (mm)×短径 (mm)×短径 (mm)3

胃がんPDC

in vitro での培養像
NSC-10C

NSC-14C

スキルス胃がん (浮遊細胞)

スキルス胃がん (接着細胞)

4

胃がんPDC
PDC

移植細胞数試験構成

投与スケジュール(cells/body)

NSC-10C

3×106

NSC-14C

3×106

Day 0

Day 4 Day 7

Day 0Day 7●シスプラチン及びカペシタビン

切除不能進行・再発胃がんの一次治療に使用される薬剤●ドセタキセル

胃がん患者に静脈内投与すると腹水への移行が良好との報告がある2) ．本実験で使用したPDCは腹水由来のため，ドセタキセルの薬効も検討．

Day 14Day 11Day 0：群分け及び投与開始日：シスプラチン 2 mg/kg (i.v.)：ドセタキセル 30 mg/kg (i.v.)：カペシタビン 150 mg/kg(p.o.)2) Tamegai H. et al., Pharmacokinetics of docetaxel ingastric cancer patients with malignant ascites,Cancer Chemother. Pharmacol., 2013;71(3):727-731.
5

結果：NSC-10C

胃がんPDC

腫瘍体積 (mm3)1600

シスプラチン

1200

Control

体重変化率 (%)

1510Control

5

シスプラチン

0800-5400

***
00***
7***

ドセタキセル***14

投与開始後（日）(n=6)**-10******
ドセタキセル***-150

714投与開始後（日）(n=6)

Mean±S.E.
**: p<0.01, ***: p<0.001 (vs. Control, Student’s t-test)

シスプラチン投与では腫瘍増殖抑制効果がなく，ドセタキセル投与により腫瘍増殖が有意に抑制された．
6結果：NSC-14C

胃がんPDC

腫瘍体積 (mm3)1000

Control800*
シスプラチン***
カペシタビン

600
400

**

200

#

シスプラチン＋カペシタビン

0

体重変化率 (%)非担がん

5(n=3)

0-5

††

-10

†††

-15

カペシタビン

-20
-25

0

7

投与開始後（日）14 (n=6)07

投与開始後（日）†††Control
シスプラチン*

シスプラチン＋カペシタビン14 (n=6)

Mean±S.E.
*: p<0.05, **: p<0.01, ***: p<0.001 (vs. Control, Student’s t-test), #: p<0.05 (vs. シスプラチン, Student’s t-test)††: p<0.01, †††: p<0.001 (vs. 非担がん, Student’s t-test)
カペシタビン群はDay7に体重減少による安楽死対象動物が発生したため，Day 11はn=5非担がん群と比較して担がん群で体重が有意に減少しており，悪液質様のモデルであると考えられる．シスプラチン及びカペシタビンの単剤投与により腫瘍増殖が有意に抑制された．
シスプラチンとカペシタビンの併用群では，シスプラチン単剤投与群と比較して有意に腫瘍増殖が抑制された．

7

胃がんPDC

結果： NSC-10CとNSC-14Cの薬剤感受性の比較
NSC-10C

NSC-14C

腫瘍体積 (mm3)1600

シスプラチン

1200

Control800

腫瘍体積 (mm3)1000

Control800*
シスプラチン***
カペシタビン

600
400

400***
00***
7***ドセタキセル***
14

投与開始後（日）

(n=6)

**

200

#

シスプラチン＋カペシタビン

007

投与開始後（日）14 (n=6)

in vitro薬効評価（2D）におけるシスプラチン感受性：NSC-14C＜NSC-10C

胃がんPDCではシスプラチンに対する薬効評価の結果がin vitro とin vivo の試験で一致しなかった．
➡ NSC-10Cでは抗腫瘍効果が認められず，生体内で形成される腫瘍構造が薬物への抵抗性を高める要因の一つと推察される．

8胃がんPDC

結果： HE染色と免疫組織染色
CXCR4

CD44

NSC-14C

NSC-10CHECXCR4：
がんの転移に関与する分子CD44： がん幹細胞の主要な細胞表面マーカーの一つ

Scale bar: 200 mm

両株において転移に関与するCXCR4やがん幹細胞の主要な細胞表面マーカーであるCD44の発現が確認された．

9

膵臓がんPDC

in vitro での培養像
NPC-7CNPC-20C

腺がん (接着細胞)

扁平上皮がん (接着細胞)

10膵臓がんPDC
PDC
NPC-7C
NPC-20C●ゲムシタビン

移植細胞数

試験構成

投与スケジュール

(cells/body)

3×106
5×106

膵臓がんの標準治療に用いられる薬剤03

7 1014 17
Day21

28

Day 0：群分け及び投与開始日：ゲムシタビン 150 mg/kg (i.v.)

11結果：NPC-7C

膵臓がんPDC
腫瘍体積 (mm3)800Control

600

86

Control4400

ゲムシタビン22000

体重変化率 (%)

10*

07***

*** ***
14

ゲムシタビン*** *** ***21

投与開始後（日）280-2-4(n=6)

07

1421

投与開始後（日）28 (n=6)

Mean±S.E.
*: p<0.05, ***:p<0.001 (vs. Control, Student’s t-test)

ゲムシタビン投与により，腫瘍増殖が有意に抑制された．

12膵臓がんPDC
1200

結果：NPC-20C

腫瘍体積 (mm3)Control1000800

ゲムシタビン

400

128620071421

投与開始後（日）28(n=6)

Control

42000

ゲムシタビン

10*600

体重変化率 (%)

140

71421

投与開始後（日）28 (n=6)

Mean±S.E.
*: p<0.05 ((vs. Control, Student’s t -test)

ゲムシタビン投与により，腫瘍増殖が有意に抑制されたが，NPC-7Cと比較して腫瘍増殖抑効果は低かった．
13膵臓がんPDC

結果： NPC-7CとNPC-20Cの薬剤感受性の比較

NPC-7C

NPC-20C

腫瘍体積 (mm3)800Control600

1000800

Control*600

4002000

腫瘍体積 (mm3)1200*07****** ***
14

ゲムシタビン*** *** ***21

投与開始後（日）282000(n=6)

ゲムシタビン

400071421

投与開始後（日）28(n=6)in vitro 薬効評価（2D）におけるゲムシタビン感受性：NPC-20C＜NPC-7C

膵臓がんPDCではゲムシタビンに対する薬効評価の結果がin vitro とin vivo の両試験で一致した．

14

膵臓がんPDC

結果： HE染色と免疫組織染色
CXCR4

CD44

NPC-20C

NPC-7CHECXCR4：
がんの転移に関与する分子CD44： がん幹細胞の主要な細胞表面マーカーの一つ

Scale bar: 200 mm

両株において転移に関与するCXCR4やがん幹細胞の主要な細胞表面マーカーであるCD44の発現が確認された．

15

まとめ胃がんNSC-10C： シスプラチン投与群では腫瘍増殖抑制効果がみられず，ドセタキセル投与群では腫瘍増殖が有意に抑制された．

NSC-14C： シスプラチンまたはカペシタビン投与群では腫瘍増殖が有意に抑制された．
担がんにより体重減少がみられ，悪液質様のモデルと 考えられる．
PDC名
NSC-10C
NSC-14C

シスプラチン感受性✕〇

ドセタキセル感受性

カペシタビン感受性

その他の特徴－〇悪液質様のモデル

◎

－－16

まとめ

膵臓がん

NPC-7C： ゲムシタビン投与群では腫瘍増殖が有意に抑制された．
NPC-20C：ゲムシタビン投与群では腫瘍増殖が有意に抑制されたが，NPC-7Cと比較すると効果は低かった．
PDC名
NPC-7C
NPC-20C

ゲムシタビン感受性

その他の特徴〇ゲムシタビンとの薬効比較に利用可

◎

－17

まとめ
PDCごとに抗がん剤に対する感受性は異なり，PDXと同様にPDCも患者のアバターとして利用可能と考えられる．

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