がん細胞浸潤の４次元解析に関する研究

• Project Area: Hyper Bio Assembler for 3D Celluler Innovation
• Project/Area Number: 24106503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 松井 裕史 筑波大学, 医学医療系, 講師 (70272200)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2013: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2012: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 正常―がん細胞共培養 / 螢光観察 / 胃がん細胞 / 胃粘膜細胞 / 細胞材料 / 細胞培養系 / 3次元培養 / がん正常共培養系 / 抗がん剤

Research Abstract

本年度の研究では、緑色蛍光発現正常ラット胃粘膜細胞株（RGM-GFP）および赤色蛍光発現がん様変異RGM細胞株（RGK-KO）の２種類の細胞を用いて、これら２種類の細胞が治療法開発などの医学研究および３次元培養システム構築など細胞工学研究に有用な細胞材料であるか検討を行った。RGM-GFPおよびRGK-KOによる共培養の利点は、共培養した状態であっても、蛍光観察によって披見細胞を同定でき、正常細胞とがん細胞に対する効果を簡単に見分けることができる。さらに２種類の細胞を共培養することで、生体内を模倣する環境をディッシュ上に再現できると考えられる。
医学研究への細胞材料応用として、RGM-GFPおよびRGK-KOの正常―がん細胞共培養によりがん選択的殺傷効果を示す薬剤スクリーニングや放射線治療の効率的照射条件の探索への応用性を検討した。抗がん剤を曝露した結果、正常細胞・がん細胞問わずに殺傷する薬剤、がん細胞選択的に殺傷する薬剤を顕微鏡下で容易に区別可能であった。一方、放射線の照射線量を変化させることで、死滅する細胞数の変化だけでなく、がん選択的な殺傷効果に対しても変化が生じることが明らかとなった。これらの実験では経日的な観察を行っており、細胞が死滅し始めるターニングポイントとなる時間も同時に推測できた。
３次元培養下でRGM-GFPおよびRGK-KOがどのような挙動を示すかに関しても検討を行った。一般的に、正常細胞はゲル中へ浸潤せず、がん細胞は浸潤することが知られている。マトリゲル上にRGM-GFPあるいはRGK-KOを播種して培養した結果、RGM-GFPはゲル中へ浸潤せず、RGK-KOはゲル中へ浸潤する性質を示した。
以上の検討から、RGM-GFPおよびRGK-KOの共培養システムは、薬剤スクリーニングや３次元培養システムの構築に貢献することが可能であった。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Mitochondrial reactive oxygen species accelerate gastric cancer cell invasion (2014)
  • Author(s): Masato Tamura, Hirofumi Matsui, Tsutomu Tomita, Hisato Sadakata, Hiroko P. Indo, Hideyuki J. Majima, Tsuyoshi Kaneko, Ichinosuke Hyodo.
  • Journal Title: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition Volume: 54 Issue: 1 Pages: 12-17
  • DOI: 10.3164/jcbn.13-36
  • NAID: 130004466736
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective accumulation of hematoporphyrin derivative in glioma through proton-coupled folate transporter SLC46A1 (2014)
  • Author(s): Takada T, Tamura M, Yamamoto T, Matsui H, Matsumura A.
  • Journal Title: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition Volume: 54 Issue: 1 Pages: 26-30
  • DOI: 10.3164/jcbn.13-87
  • NAID: 130004466744
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Selective accumulation of [62Zn]-labeled glycoconjugated porphyrins as multi-functional positron emission tomography tracers in cancer cells (2014)
  • Author(s): M. Tamura, H. Matsui, S. Hirohara, K. Kakiuchi, M. Tanihara, N. Takahashi, K. Nakai, Y. Kanai, H. Watabe, J. Hatazawa
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Volume: 22 Issue: 8 Pages: 2563-2570
  • DOI: 10.1016/j.bmc.2014.02.021
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reactive oxygen species involved cancer cellular specific 5-aminolevulinic acid uptake in gastric epithelial cells (2014)
  • Author(s): Ito H, Tamura M, Matsui H, Majima HJ, Indo HP, Hyodo I.
  • Journal Title: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition Volume: 54 Issue: 2 Pages: 81-85
  • DOI: 10.3164/jcbn.13-98
  • NAID: 130004879350
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Alcohol is an oxidative stressor for gastric epithelial cells: detection of superoxide in living cells. (2013)
  • Author(s): Tamura M, Matsui H, Kaneko T, Hyodo I.
  • Journal Title: J Clin Biochem Nutr Volume: 53 Issue: 1 Pages: 75-85
  • DOI: 10.1016/j.resinv.2013.05.004
  • NAID: 130004466720
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Salt is an oxidative stressor for gastric epithelial cells. (2013)
  • Author(s): Tamura Masato
  • Journal Title: J Physiol Pharmacol Volume: 64 Pages: 89-94
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NSAIDs and acidic environment induce gastric mucosal cellular mitochondrial dysfunction. (2012)
  • Author(s): Nagano Yumiko
  • Journal Title: Digestion Volume: 85 Issue: 2 Pages: 131-135
  • DOI: 10.1159/000334685
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rebamipide attenuates nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAID) induced lipid peroxidation by the manganese superoxide dismutase (MnSOD) overexpression in gastrointestinal epithelial cells. (2012)
  • Author(s): Nagano Yumiko
  • Journal Title: J Physiol Pharmacol Volume: 63 Pages: 137-142
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bisphosphonate-induced gastrointestinal mucosal injury is mediated by mitochondrial superoxide production and lipid peroxidation (2012)
  • Author(s): Nagano Y, Matsui H, Shimokawa O, Nakamura Y, Tamura M, Rai K, Kaneko T, Hyodo I.
  • Journal Title: Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition Volume: 51 Issue: 3 Pages: 196-203
  • DOI: 10.3164/jcbn.12-41
  • NAID: 130004466701
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • Peer Reviewed
• [Remarks] 松井研究室
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/clinical-med/matsui-GI/
• [Patent(Industrial Property Rights)] 【悪性腫瘍PET診断用トレーサー】 (2013)
  • Inventor(s): 松井裕史、田村磨聖、廣原志保、谷原正夫、垣内喜代三
  • Industrial Property Rights Holder: 松井裕史、田村磨聖、廣原志保、谷原正夫、垣内喜代三
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2013-159132
  • Filing Date: 2013-07-31
• [Patent(Industrial Property Rights)] 正常細胞と癌細胞との共培養系 (2012)
  • Inventor(s): 松井裕史
  • Industrial Property Rights Holder: 筑波大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2012-272223
  • Filing Date: 2012-12-13