| Project Area | Pressio neuro-brain science: principle for brain function development through compressive stresses under physiological or pathological condition |
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| Project/Area Number |
21H05127
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
Hirata Hiroaki 金沢工業大学, バイオ・化学部, 教授 (90414028)
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| Project Period (FY) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥29,900,000 (Direct Cost: ¥23,000,000、Indirect Cost: ¥6,900,000)
Fiscal Year 2023: ¥9,490,000 (Direct Cost: ¥7,300,000、Indirect Cost: ¥2,190,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2021: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
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| Keywords | メカノバイオロジー / 腫瘍細胞塊 / 三次元培養 / スフェロイド / 細胞増殖 / 力学相互作用 / アドヘレンスジャンクション / 力学刺激 / グリオーマ / 圧縮刺激 |
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| Outline of Research at the Start |
頭蓋内という閉鎖空間における脳腫瘍の形成・発達は、頭蓋内圧の上昇と隣接組織の圧迫を引き起こし、反作用として腫瘍組織そのものに圧縮力を生じさせる。「細胞間接着構造にかかる引張力が細胞増殖を抑制する」という研究代表者のこれまでの発見から、脳腫瘍への圧縮力負荷は細胞間側方圧を上昇させることで腫瘍細胞の増殖を促進すると想像される。本研究では、三次元培養した脳腫瘍細胞塊に加わる圧縮力の測定、操作法を開発するとともに、圧縮力が腫瘍細胞の振る舞いにおよぼす効果およびその分子機序を明らかにする。
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| Outline of Final Research Achievements |
Research using 2D culture systems has reported that proliferation of cancer cells is regulated by forces acting between neighboring cells. However, mechanical interactions between tumors and surrounding tissues in the 3D environment, and their impact on tumor cell proliferation, have remained unclear. In this study, we successfully visualized and quantified the mechanical interactions between growing cancer cell masses and the surrounding 3D extracellular matrix. Contrary to expectations, cancer cell masses growing within the extracellular matrix were found to continuously drag, rather than push, the surrounding matrix. It was suggested that myosin-generated force was involved in this dragging of the matrix, and inhibiting this process was suggested to suppress the growth of cancer cell masses.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、３次元環境でのがん細胞塊とそれを取り囲む細胞外基質との間の予想外の力学相互作用を明らかにすることができた。この力学相互作用ががん細胞塊の成長に関わっていることを示唆する結果も得られたことから、今後、力学相互作用を調節/操作する手法を開発することでがんの新規抑制・治療法の開発へつながることが期待される。
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