Development of an external pressure-applied chloride ion sensor to elucidate the mechanism of internal pressure relaxation of cancer cells during metastasis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15373
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Yamagishi Ayana 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (00778293)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 癌細胞 / 塩化物イオン / 浸潤性 / イオンチャネル

Outline of Final Research Achievements

The chloride ion channel Clic1, whose expression is upregulated in cancer cells, is involved in the regulation of cell volume when hypoosmotic stimuli are applied to cells. We hypothesized that Clic1 is opened by cell membrane stretching associated with cell deformation when cancer cells pass through the gap during invasion, and that the volume is decreased by exporting chloride ions, thereby promoting invasion. In this study, we established a method to evaluate the chloride ion efflux ability when external force is applied to cancer cells by atomic force microscope and investigated the relationship between cancer invasion and chloride ion efflux ability.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在癌診断では、患者から得られる細胞あるいは組織を染色し、癌細胞が含まれるかどうかを確認する細胞診・組織診が用いられている。一方で、染色した細胞の異形や細胞配列を正常細胞あるいは組織と比較することで癌細胞の有無を調べる手法であることから、実際にその細胞が転移しやすいかどうかという悪性度を知ることは出来ない。機械的刺激が誘起する塩化物イオン排出能の測定は、生きた癌細胞の浸潤に関わるチャネルの機能を評価する。従来の手法では得られない浸潤能という情報を、癌の転移や治療薬選択の指標とすることができれば、癌治療において極めて有用であると考えられる。