腎細胞癌メカニズムのマルチオミクス解析；患者由来細胞ベース微小腫瘍における薬剤感受性試験

背景と理論的根拠：腎細胞癌（RCC）は、しばしば腫瘍内形態学的異質性を示し、断面では単一の腫瘍塊内に明確な複数の結節として現れることが多い。 この多結節構造の生物学的および臨床的意義は、依然として十分に理解されていない。 これらの結節は、独特のゲノム、トランスクリプトーム、および機能的プロファイルを持つクローン性亜集団を表し、腫瘍の進行と治療抵抗性を促進する可能性があると仮説が立てられている。 本研究は、統合マルチオミクスと機能的薬剤試験を活用して、RCC内の結節間異質性と進化的関係を体系的に解読する。

主要目的：

シングルセルRNAシーケンシング（scRNA-seq）、ホールエクソームシーケンシング（WES）、および空間トランスクリプトミクスを用いて、RCCの異なる腫瘍内結節の細胞およびゲノム的状況を明らかにする。

共存する結節間の潜在的なクローン進化的関係と主導-従属のダイナミクスを推測する。

異なる結節から確立された患者由来微小腫瘍（PTC）モデルの異なる薬剤感受性プロファイルを特徴づける。

マルチオミクスデータと薬剤反応データを統合して、薬剤耐性の根底にあるメカニズムを探る。

研究デザインと方法：これは単一施設、前向き、基礎科学研究である。 根治的腎摘除術を予定している、局所進行RCC（腫瘍直径≧7 cm、領域リンパ節転移を有するが遠隔転移はない）の未治療患者10名を登録する。 術中または切除直後に、肉眼的に多結節性の各腫瘍を切片化する。 各標本から、3つの主要な結節（サイズによりT1、T2、T3と標識）を同定する。 各結節から、以下の4つの対応するサンプルを採取する：1）scRNA-seq、2）WES、3）空間トランスクリプトミクス、4）3D患者由来腫瘍細胞（PTC）微小腫瘍モデルの生成。

解析：scRNA-seq、WES、および空間データのバイオインフォマティクス統合を行い、結節間の細胞構成、遺伝的変異、およびそれらの空間分布のマップを構築する。 疑似時間軌跡解析を適用して、潜在的な進化的順序を推測する。 PTCモデルは、ex vivo薬剤感受性試験（例：アキシチニブ、ペムブロリズマブ、およびそれらの併用に対する）を受ける。 異なる反応データは、オミクス由来の特徴（例：特定の変異アレル、細胞サブタイプの存在量、経路活性）と相関させて、候補となる耐性メカニズムを特定する。

意義：これは、機能的検証と組み合わせたマルチオミクスレベルで、RCCの腫瘍内結節異質性を体系的に調査する初めての研究である。 知見は、RCCの発癌と進行に関する新たな洞察を提供し、予後および治療標的のための新規バイオマーカーを明らかにし、耐性を克服する可能性が期待される。