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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Directional migration of cancer cells under metabolic gradients

Research Project

Project/Area Number 17K07173
Research InstitutionSaga University

Principal Investigator

高橋 英嗣  佐賀大学, 理工学部, 教授 (30206792)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywordsがん / 血行性遠隔転移 / 細胞遊走 / pH勾配 / 酸素濃度勾配
Outline of Annual Research Achievements

これまでの3年間の研究の成果をまとめInternational Journal of Molecular Sciences誌(2019年のインパクトファクターは4.556)に投稿した。投稿は令和2年3月22日だったが、受理およびAPC(投稿料、1800CHF)支払いが次年度つまり当初の補助事業期間終了後となることが予測されたため、補助事業期間の1年延長を申請した。論文は令和2年4月6日に受理された。
これで科研費の残額は0となったが研究自体は継続し、以下に述べる成果をあげた。1.細胞外培地のpHを6.8, 7.2, 7.6に変化させ細胞遊走を検討したところ、細胞外pH勾配下で、いずれの場合にも方向性遊走が証明されたが、その強さはpH 6.8と7.6で有意に減弱した。この結果は、細胞の遊走速度が細胞外pHにより単峰性に変化することが、細胞の遊走に方向性を付与するというわれわれのモデルに合致する結果である。2.これまでの実験は、pH勾配をcueとした方向性遊走誘導の有無に焦点をあてるため、細胞外環境の酸素濃度を、あえて非生理的な高レベルに設定していた。今回は、酸素濃度を生理的な範囲(~5%)とした時に、pH勾配を消失した状態で方向性遊走が誘導されるかを検討したところ、方向性遊走はみられず、細胞外酸素濃度勾配はMDA-MB-231細胞において方向性遊走のcueとはならないことがわかった。
以上、本研究において、0.2 units/cm程度の比較的緩やかな細胞外pH勾配が、MDA-MB-231細胞の遊走に方向性を付与するcueでありることを最終的な結論とし、将来、組織レベルでpHを制御することで、がんの転移を抑制できる可能性を示した。なお本年度の成果は、国際学会ISOTT2021(本年7/25-30にオンライン開催)で発表予定である。

  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A Relatively Small Gradient of Extracellular pH Directs Migration of MDA-MB-231 Cells In Vitro2020

    • Author(s)
      Takahashi Eiji、Yamaguchi Daisuke、Yamaoka Yoshihisa
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Pages: 2565~2565

    • DOI

      10.3390/ijms21072565

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 透過型液晶補償光学素子を用いたin vivo高NA光音響顕微鏡の空間分解能向上2021

    • Author(s)
      能塚雄介,栗原 誠,橋本信幸,高橋英嗣,山岡禎久
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第41回年次大会
  • [Presentation] 血管走行可視化を目指した波形相互相関光音響イメージング2021

    • Author(s)
      井上翔太,能塚雄介,高橋英嗣,山岡禎久
    • Organizer
      レーザー学会学術講演会第41回年次大会
  • [Presentation] がん細胞の方向性遊走:細胞外pH勾配と細胞内pHおよび細胞分極の関係2021

    • Author(s)
      小島健太郎、山口大輔、波田悠暉、河村勇輝、山岡禎久、高橋英嗣
    • Organizer
      2021年日本生体医工学会九州支部学術講演会
  • [Presentation] 酸素濃度およびpH勾配下のMDA-MB-231細胞の方向性遊走2021

    • Author(s)
      波田悠暉、小島健太郎、山口大輔、河村勇輝、高橋英嗣
    • Organizer
      2021年日本生体医工学会九州支部学術講演会
  • [Presentation] 2光子光音響波選択検出のための信号差分抽出法の検証2021

    • Author(s)
      金子昂司,前原正司,浜野修次郎,高橋英嗣,山岡禎久
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] 円偏光ビームを用いた光音響イメージング装置の開発2021

    • Author(s)
      濱野 純,能塚雄介,高橋英嗣,山岡禎久
    • Organizer
      第68回応用物理学会春季学術講演会
  • [Presentation] Further evidence that gradients of extracellular pH direct migration of MDA-MB-231 cells in vitro.2021

    • Author(s)
      Eiji Takahashi, Yuki Hada, Daisuke Kojima, Yoshihisa Yamaoka
    • Organizer
      ISOTT2021
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞外pHがMDA-MB-231細胞の方向性遊走にあたえる影響2020

    • Author(s)
      山口大輔, 小島健太郎, 波田悠暉, 河村勇輝, 山岡禎久, 高橋英嗣
    • Organizer
      生体医工学シンポジウム2020
  • [Presentation] 超音波アクチュエータステージを用いた光音響顕微鏡システムの構築および性能評価2020

    • Author(s)
      吉積雄太,能塚雄介,高橋英嗣,山岡禎久
    • Organizer
      光・量子デバイス研究会「バイオメディカルフォトニクス応用」
  • [Presentation] がん細胞株における酸素を必要としないミトコンドリア膜電位形成2020

    • Author(s)
      川野梨玖、高橋英嗣
    • Organizer
      第24回酸素ダイナミクス研究会
  • [Presentation] 酸素および H+濃度勾配下のMDA-MB-231 細胞の方向性遊走2020

    • Author(s)
      波田悠暉, 高橋英嗣
    • Organizer
      第71回 西日本生理学会

URL: 

Published: 2021-12-27  

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