Establishment of an animal model for evaluating intracellular energy-interaction between cancer and immune cells
| Project/Area Number |
20K16085
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 47060:Clinical pharmacy-related
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| Research Institution | International University of Health and Welfare |
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Principal Investigator |
平尾 卓也 国際医療福祉大学, 薬学部, 助教 (80827759)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | がん代謝 / マウスモデル / がん免疫 / ミトコンドリア / BCR-ABL / 慢性骨髄性白血病 / 動物モデル / 血液がん / チロシンキナーゼ阻害薬 |
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| Outline of Research at the Start |
「がん代謝」と「がん免疫」に対して多くの研究者がその究明に挑み、近年になり、がん細胞と免疫細胞のエネルギー代謝状態ががん治療に影響することが理解され始めてきた。この2領域の融合によって、がん研究及びがん創薬研究は革新的な発展を遂げると考えられるが、現状、がん細胞-免疫細胞のエネルギー代謝状態、がん進行度、免疫機能を同時に評価することは困難を極める。この問題を打破するためには、がん細胞と免疫細胞のエネルギー状態を同時に評価できる適切な動物モデルの確立が急務である。よって本研究では、がん細胞-免疫細胞内のエネルギー状態や免疫能を同時に評価できる動物モデルの構築に挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、血球系がん化細胞（BCR-ABL遺伝子を導入）を用いて、がん化細胞と免疫系細胞のエネルギー代謝及び免疫寛容の状態変化を同時に評価し、両者の相互作用を検討し得る「血液がんマウスモデル」を構築することである。本研究では、①免疫機能を維持した状態でがん進行度を可視化できる血液がんマウスモデルの構築、及び②本モデルを用いたがん化細胞及び免疫系細胞のエネルギー・インタラクション評価の検証に挑戦している。
本年度は、In Vivo Imaging System（IVIS）の使用が不可能なったため、マウスの生存を維持した状態でのin vitro luciferase assayの構築を試みた。アニマルランセットを使用することで経時的に少量の血液サンプルを採取することに成功し、プレートリーダーを用いたがんの進行度をモニタリングできる評価系を構築した。本評価系によってBCR-ABLチロシンキナーゼ阻害剤の薬効評価が可能であることも確認済みである。
細胞内エネルギー代謝の評価方法として、Western blottingによる解糖系およびTCA回路関連酵素の発現量、ミトコンドリア複合体の発現量の検討を行った。In vitroにおいて、血球系がん化細胞に対するBCR-ABLチロシンキナーゼ阻害剤の曝露において、解糖系酵素の発現量減少は確認されたが、TCA回路関連酵素やミトコンドリア複合体の発現量に変化はなかった。現在、TCA回路の律速酵素であるIDH活性およびミトコンドリア複合体活性の評価に挑戦してる。
免疫細胞へのアプローチとして、磁気ビーズを用いたT細胞の単離に挑戦している。今後は、単離したT細胞のエネルギー代謝状態をWestern blottingや酵素活性試験を用いて、免疫状態をフローサイトメトリーやELISAで検討する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
今年度は、IVISやGC-TOF-MSを代替えする実験系の構築に時間を要した（研究実績の概要参照）。さらに、フローサイトメーターの故障によって細胞のソーティングが困難となり、血球系がん化細胞による実験が滞っているのが現状である。
また、COVID-19感染拡大が収束しつつある状況であったが、ひっ迫した臨床への応援要請やワクチン調製などで本研究エフォートに影響が生じた。さらに、COVID-19感染症第7波による薬学部共用試験実施の大幅な変更も本研究エフォートの低下に少なからず影響している。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年までは、IVISによるがん進行度のモニタリング及びGC-TOF-MSによるメタボローム解析は実施が困難であったが、今後はWestern blottingやプレートリーダー、フローサイトメーターを用いたエネルギー代謝及び免疫機能の評価系が確立しつつある。また、モデルマウスにおけるがんが増悪するタイミングが担癌後10-12日後であることも分かってきた。
今年度は、確立した評価法を用いて、がん化細胞及び免疫系細胞のエネルギー・インタラクション評価の検証に挑戦する。
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Report
(3 results)
Research Products
(5 results)
