2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development and applications of novel cell culture systems for quantitative and physiologically relevant evaluation of epithelial-mesenchymal transition
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15H03831
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
中西 淳 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (60360608)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞移動 / 上皮間葉転換 / がん / ケージド化合物 / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
上皮間葉遷移（EMT）はがん細胞の悪性化のキーステップであるが，細胞移動挙動の「質的な」変化のために，その定量性・生理適合性を満たした決定的な評価系が未開発であった。本研究は，申請者が進めてきた光応答基板による細胞集団の規格化とスイッチング機能を活かしたEMT現象の定量的・ハイスループット評価系や，生体組織の力学特性やがん浸潤時の環境変化を模倣した生理適合的EMT評価系を開発することを目的としている。本年度は，先に開発した評価系としての有用性を実証しつつ，がん浸潤時の環境変化を模倣する培養系の開発を行う。
計算科学に基づくEMT定量化法の開発については，粒子画像流速測定法で求めた細胞の流動場の相関関数から細胞の集団性の指標値λを定義した。このλ値は，EMT誘導薬（TGFβ）の濃度依存的に変化し，さらに生化学的に求めたEMTマーカーの発現ともよく対応していた。また，EMT阻害剤2種類について，λ値を指標にその阻害効果を定量化できることも確認した。以上より，本手法が無染色かつ特別な材料を要さずにEMTを簡便に定量化できる手法であることを示すことができた。
また，ハイスループット化に関する検討についても，2-ニトロベンジル基のベンジル位を従来のメチル基からtert-butyl基に変えた新規分子を用いることで，光分解速度が5倍速まったために，細胞内で発生する活性酸素の量がほぼ無視できるレベルまでに抑えられるようになった。事実，細胞移動活性に対する影響も低下していた。これにより，直接細胞に光を暴露することも可能なハイスループットなEMT評価基材であることを確認できた。
また，コラーゲン表面を光機能化する分子の合成に成功した。現在，これを用いたがん細胞の浸潤時の環境変化を模倣する培養系の開発を進めている。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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