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Invasiveness of cancer cells regulated by compressive stress

Research Project

Project/Area Number 21K07141
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 50010:Tumor biology-related
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

Ishihara Seiichiro  北海道大学, 先端生命科学研究院, 助教 (10719933)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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)
Keywordsがん / 圧縮ストレス / メカノバイオロジー / MMP1 / IL-8 / がん関連線維芽細胞 / Meflin / がん細胞 / 膵がん / 浸潤 / CAF / 細胞培養
Outline of Research at the Start

がん細胞の浸潤はがん患者の予後不良に強く相関する.がん細胞は生体内で圧縮ストレスを受けるが,圧縮ストレスが浸潤能に与える影響は不明である.細胞に圧縮ストレスを与える既存の方法では,浸潤できない物質中にがん細胞を埋め込むため,圧縮ストレスを与えながら浸潤を解析することができない.そこで本研究ではがん細胞に圧縮ストレスを加えると同時に浸潤能を測定することができる独自の培養法を用いて,圧縮ストレスががん細胞の浸潤能を上昇させるか否かを検証するとともに,その分子機構を解析する.

Outline of Final Research Achievements

Compressive stress is an unavoidable stress for cancer cells in vivo, however, the effects of this stress on cancer cells are poorly understood. In this study, we analyzed the differences of phenotypes and gene expressions in cancer and non-cancerous cells with or without compressive stress.We found that compressive stress promoted invasion in KP4 pancreatic cancer cells, on the other hand, prevented proliferation in AsPC1 pancreatic cancer cells. Compressive stress also induced the expression of MMP1 and IL-8 in cancer cells. In addition, compressive stress decreased the expression of melfin, a marker of cancer-restraining cancer-associated fibroblasts. These results suggested that compressive stress is critical for cancer progression by modulating the phenotypes and gene expression of cancer cells and cancer-associated fibroblasts.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

圧縮ストレスとがんの進行の関係性を検証し,そのメカニズムを解き明かすことで,関連する分子を阻害する新規のがん治療薬開発への貢献が期待される.また本研究で用いた細胞の圧縮システムは,がん研究のみならず,圧縮ストレスの影響が考えられる他分野の研究(血管の病気,発生時の形態形成,人工臓器作製等)にも活かすことができる.本研究はがん研究の分野のみならず,他の学術領域にも応用可能な知見・実験技術を提供する.

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Substrate stiffness induces nuclear localization of myosin regulatory light chain to suppress apoptosis2023

    • Author(s)
      Onishi Katsuya、Ishihara Seiichiro、Takahashi Masayuki、Sakai Akihiro、Enomoto Atsushi、Suzuki Kentaro、Haga Hisashi
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 597 Issue: 5 Pages: 643-656

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14592

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Stiffness-Modulation of Collagen Gels by Genipin-Crosslinking for Cell Culture2023

    • Author(s)
      Ishihara Seiichiro、Kurosawa Haruna、Haga Hisashi
    • Journal Title

      Gels

      Volume: 9 Issue: 2 Pages: 148-148

    • DOI

      10.3390/gels9020148

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The interferon-β/STAT1 axis drives the collective invasion of skin squamous cell carcinoma with sealed intercellular spaces2022

    • Author(s)
      Kumagai Yuji、Nio-Kobayashi Junko、Ishihara Seiichiro、Enomoto Atsushi、Akiyama Masashi、Ichihara Ryosuke、Haga Hisashi
    • Journal Title

      Oncogenesis

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 27-27

    • DOI

      10.1038/s41389-022-00403-9

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mammaglobin 1 mediates progression of trastuzumab‐resistant breast cancer cells through regulation of cyclins and <scp>NF‐κB</scp>2022

    • Author(s)
      Kusumastuti Ratih、Kumagai Yuji、Ishihara Seiichiro、Enomoto Atsushi、Murakami Takashi、Yasuda Motoaki、Haga Hisashi
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 12 Issue: 10 Pages: 1797-1813

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13468

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 圧縮ストレスがもたらすがん進行機構2024

    • Author(s)
      1.石原 誠一郎、安藤 奈緒美、三宅 楓子、小林 友香、照山 さやこ、芳賀 永
    • Organizer
      第8回日本メカノバイオロジー学会学術総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Compressive stress triggers zinc signaling and progression of pancreatic cancer cells2022

    • Author(s)
      二瓶 達也、石原 誠一郎、榎本 篤、芳賀 永
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
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      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 「硬さ」を認識したがん細胞が転写因子ATF5を介して悪性化するメカニズム2022

    • Author(s)
      石原 誠一郎、芳賀 永
    • Organizer
      令和4年度北大細胞生物研究集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] メカニカルな刺激により引き起こされるがん悪性化2022

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      石原 誠一郎、芳賀 永
    • Organizer
      第1回北海道がん若手研究者交流会
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  • [Presentation] がん細胞における転写因子ATF5を介したメカノレスポンス2022

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      石原 誠一郎、芳賀 永
    • Organizer
      第7回日本メカノバイオロジー学会学術総会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 膵がんにおいて圧縮ストレスが駆動する亜鉛シグナルと悪性化2022

    • Author(s)
      二瓶達也, 石原誠一郎, 榎本篤, 芳賀永
    • Organizer
      第23回日本亜鉛栄養治療研究会学術集会
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 圧縮ストレスを受けた膵臓がん細胞におけるメカノトランスダクション2022

    • Author(s)
      二瓶達也, 石原誠一郎, 榎本篤, 芳賀永
    • Organizer
      第6回日本メカノバイオロジー学会学術総会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 圧縮刺激を受ける膵臓がん細胞における細胞内遊離亜鉛イオンを介した MMP1発現亢進2021

    • Author(s)
      二瓶達也, 石原誠一郎, 芳賀永
    • Organizer
      第73回日本細胞生物学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 膵臓がん細胞における 圧縮刺激に誘導される細胞内遊離亜鉛イオンを介したシグナル伝達2021

    • Author(s)
      二瓶達也, 石原誠一郎, 芳賀永
    • Organizer
      2021年度先端モデル動物支援プラットホーム若手支援技術講習会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 膵臓がん細胞において圧縮刺激はアクアポリン及び細胞内亜鉛イオンを介して MMP1 の発現を亢進させる2021

    • Author(s)
      二瓶達也, 石原誠一郎, 芳賀永
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術総会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 圧縮刺激は膵臓がん細胞において細胞内遊離亜鉛イオンを介したシグナル伝達を引き起こす2021

    • Author(s)
      二瓶達也, 石原誠一郎, 芳賀永
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 膵臓がん細胞における細胞内遊離亜鉛が媒介するメカノトランスダクション2021

    • Author(s)
      二瓶達也, 石原誠一郎, 榎本篤, 芳賀永
    • Organizer
      メカノバイオ討論会2021
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 細胞に圧縮刺激を加える三次元培養系の開発と膵臓がん細胞の遺伝子発現変化2021

    • Author(s)
      二瓶達也, 石原誠一郎, 榎本篤, 芳賀永
    • Organizer
      患者由来がんモデル研究会2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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