Development of a 3D tumor-on-a-chip platform for cancer immunotherapy
| Project/Area Number |
20H04502
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
鳥澤 勇介 京都大学, 工学研究科, 特定研究員 (10767354)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金子 新 京都大学, iPS細胞研究所, 准教授 (40361331)
三嶋 雄太 筑波大学, 医学医療系, 助教 (80770263)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2021-03-31
|
| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
|
|---|
| Keywords | がん評価モデル / がん免疫 / organ-on-a-chip / iPS細胞 / がんオルガノイド / ３次元培養 / マイクロデバイス / 癌 / 免疫学 / 再生医学 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
がん免疫療法において、がんの攻撃を担うT細胞の機能を評価する手法の開発が必要不可欠である。そこで本研究では、3次元のがん組織を模倣したデバイスの開発により、T細胞とがん組織との相互作用が評価可能なモデルの構築を目的とする。がんの微小環境を再構築することで、生体内を反映したがん模倣モデルの開発を行い、さらに摘出腫瘍組織から作成したがん細胞塊を利用してがんモデルを開発することで、個々の患者に対する免疫応答が評価可能なシステムの構築に取り組む。これにより、T細胞がいかにしてがん組織に作用して効果を発揮するのか、がんの形成する微小環境とどのように相互作用しているのか、そのメカニズムの解明に取り組む。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、3次元のがん組織を模倣した"がんチップ"の開発により、からだの外で、T細胞とがん組織との相互作用がイメージングにより評価可能なモデルの構築を目的とする。これまでに、T細胞が灌流可能な血管網を有する3Dがんチップが構築できるマイクロ流体デバイスを開発しており、本研究では、この技術をベースとして、T 細胞とがん組織との相互作用が定量的に評価可能な新規モデルの構築に取り組んだ。生体内の腫瘍組織を模倣するために、患者より摘出した腫瘍組織から単離したがんオルガノイドを用いてがんチップを構築した。その結果、複数種類のがんオルガノイドを対象として、灌流可能な血管網を有するがんモデルの構築が可能であることを確認した。血管内皮細胞は、HLAを欠損させたiPS細胞から誘導した細胞を用いることで、T細胞の拒絶反応を回避し、血管を介した免疫応答が評価可能であることを確認している。従って、我々の開発したがんチップが、患者由来のがんオルガノイドの培養に利用可能であることが示唆された。そこで、がんチップにおける、がん細胞塊内部のT 細胞数を定量的に解析するべく、組織透明化技術と高解像度共焦点顕微鏡、最適化した画像認識アルゴリズムの組み合わせによる3D解析方法の構築に取り組んだ。これまでに構築した手法の最適化と再現性の向上のため、ワークステーションを更新し、同じサイズの実験セット（primary T：CAR-T = 5:5）のデータ解析を行った。具体的には画像解析Z軸範囲とT細胞認識アルゴリズムの調整と最適化を行った。その結果、最適化後の3D画像解析においてバックグラウンドノイズを軽減し、より正確にT細胞の浸潤を評価可能となった。以上により、がんチップの開発および解析方法の構築により、T細胞と3Dがん組織との相互作用がイメージングにより評価可能ながんモデルを構築した。
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(1 results)
Research Products
(11 results)
-
[Presentation] MODELING CANCER IMMUNOTHERAPY IN A PERFUSABLE 3D VASCULARIZED TUMOR-ON-A-CHIP USING HLA-KO UNIVERSAL HUMAN IPSC-DERIVED ENDOTHELIAL CELLS2020
Author(s)
Yuta Mishima, Masazumi Waseda, Hitomi Takakubo, Chihiro Mori, Emi Sano, Wang Bo, Tatsuki Ueda, Shoichi Iriguchi, Yuka Ozaki, Shin Kaneko and Yu-suke Torisawa
Organizer
2020 International Society of Stem Cell Research Annual meeting,
Related Report
Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
