Establishment of a novel drug delivery system for targeting cancer stem cells based on the structual analysis of tumor blood vesseles.

Research Project

Project/Area Number	20K07155
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
Research Institution	Okayama University
Principal Investigator	Maruyama Masato 岡山大学, 医歯薬学域, 准教授 (00399445)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	檜垣和孝岡山大学, 医歯薬学域, 教授 (60284080)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	がん幹細胞 / スフェア培養 / 乳がん / CD44変異体 / ALDH1A1 / CD44 / 薬物送達法
Outline of Research at the Start	本申請課題では、様々ながん種に由来する培養細胞株から、スフェロイド培養法を用いて、単一細胞由来がん幹細胞株を樹立する。樹立したがん幹細胞株を、マウス皮下に移植して作製した腫瘍組織中のがん幹細胞の局在、がん幹細胞周辺の血管の構造・機能を解析する。最後に、得られた血管の構造特性に基づいた最適な薬物送達法を試した際の、腫瘍の治療効果及びがん幹細胞への薬物送達効率を評価する。以上の検討を通じて、がん幹細胞を標的とした新規薬物送達法の開発を目指す。
Outline of Final Research Achievements	We have established subclones from single cell of mouse 4T1 breast cancer cell line by sphere culture in stem cell medium. Then, we found that established subclones showed cancer stem-like properteis such as high expression of CD44 variant, a cancer stem cell marker, in vivo high tumorigenicity, high expression of stem cell-related genes, and resistance to doxorubicin. Furtheremore, we suggested that MRP1 would contribute to the doxrubicin resistance. These results indicated that established cancer stem cell clones would useful for investigating the cancer stem cell-targeting therapy.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	がん幹細胞は、がんの再発や転移に重要であることが知られているものの、ヒトの腫瘍組織から作成することが多く、市販されているものがほとんど無いため、実験材料を得ることすら難しい。本研究において、マウス乳がん由来4T1細胞からがん幹細胞様の特性をもつモデル細胞株を樹立することに成功したため、今後は、薬物送達に利用できる新規細胞表面抗原の探索研究、がん幹細胞に有効な薬剤のスクリーニング研究など、がん幹細胞を標的とした新規治療法の開発に役立つと考えられる。