Development of functionalized peptide materials for 3D culture of cells and fluorescent imaging of extracellular environment.

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K05351
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37030:Chemical biology-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Tsutsumi Hiroshi 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (70398105)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ペプチド / 自己組織化 / ヒドロゲル / 細胞 / 三次元培養 / イメージング / pH

Outline of Final Research Achievements

We developed a new method to visualize extracellular environment of cancer cells cultured in 3D scaffolds composed of self-assembling peptide materials. We synthesized self-assembling peptide derivatives conjugated with a bioactive sequence (RGDS) and a pH sensitive fluorescent probe (RhoB-Aib). MCF7, a breast cancer cell, was successfully cultured in a 3D peptide hydrogel. In addition, an acidic environment of extracellular region was visualized by the fluorescent pH probe.

Free Research Field

ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は三次元的な細胞培養材料と蛍光イメージングプローブを駆使して、これまでに対象とされていなかった細胞外・細胞間の「空間」を新たなイメージング対象とする革新的な研究である。本研究は、がん細胞の悪性化の一因と考えられている細胞外酸性環境を蛍光によりリアルタイムにイメージングした最初の研究であり、がん疾患のメカニズム解明に貢献することが期待され、学術的に意義のある研究である。また、腫瘍に特有の微小環境を標的とした新しい創薬にも応用できると考えられ、社会的にも有意義な研究である。