2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of patient-derived cancer on-a-chip devices for cancer immunotherapy
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17H02082
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
鳥澤 勇介 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (10767354)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 匡美 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10379232)
金子 新 京都大学, iPS細胞研究所, 准教授 (40361331)
高山 浩一 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (50274444)
三嶋 雄太 京都大学, iPS細胞研究所, 特定研究員 (80770263)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | マイクロ流体デバイス / がん免疫 / 再生医学 / iPS細胞 / 3次元培養法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、3次元のがん組織を体外で構築・培養可能な新規デバイスの開発を目的とし、特に、免疫細胞であるT細胞の機能が評価可能な新規モデルの構築に取り組んだ。生体内の腫瘍組織を模倣して、灌流可能な血管網を有する3次元のがん細胞塊を構築し、血管網内でT細胞の培養を行うことで、がん免疫細胞療法の評価手法を開発した。がん細胞と繊維芽細胞で構成された細胞凝集塊をゲルと共にマイクロ流体デバイス内に導入し、血管形成を誘導することで、流路と細胞塊を繋げる形で血管網を構築する。これにより、血液細胞が灌流可能な血管構造を備えた、がん細胞凝集塊が構築できる。さらに、iPS細胞技術を応用し、HLAを欠損させたiPS細胞から誘導した血管内皮細胞を用いて、がん細胞塊に血管網を形成する事で、血管網内でのT細胞の培養が可能となり、血管を介したT細胞の免疫応答が評価可能となった。本モデルを用い、がん抗原を認識可能なCAR-T細胞と通常のT細胞とを、それぞれ血管網内に導入して評価を行った結果、CAR-T細胞の顕著ながん細胞塊内部への浸潤効果が認められ、同時に抗腫瘍効果が確認できた。従って、本モデルによりT細胞の血管を介する遊走、腫瘍内部への浸潤、および抗腫瘍作用がイメージングにより評価可能となった。このような、血管網を組み込んだ3次元のがん細胞塊に対して、T細胞の免疫応答が評価可能なモデルは、世界的にも全く新しいモデルであり、今後、がん免疫細胞療法の評価手法としての利用が期待できる。
さらに、肺癌患者より摘出した腫瘍組織からがん細胞塊を単離し、上記のデバイス培養技術に応用した結果、摘出腫瘍由来のがん細胞塊を用いても、同様に血管網の導入が可能であり、灌流可能な血管網を備えた、3Dがんモデルの構築が可能であった。従って、患者由来のがん組織を用いて、T細胞の免疫応答が評価可能な新規評価モデルの開発に成功した。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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