2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K16329
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| Research Institution | Shiga University of Medical Science |
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Principal Investigator |
村上 翔子 滋賀医科大学, 医学部, 医師(非常勤) (50773975)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | がん代謝解析 / 舌がん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん研究において、生体の構造や機能を模倣し、動物実験の代替となりうる3D培養系が期待されている。本研究では、足場として超微細シリカファイバーでできたCellbedを使った新たな3D培養系”tissueoid cell culture system”を用いた。細胞外基質を使用しないため、純粋ながん細胞から代謝物を抽出し解析に使用できる。本研究では、4種類の舌癌細胞株を用いて、従来からの2D培養群(2D)、tissueoid cell culture systemを用いた3D培養群(3D)、舌癌細胞をヌードマウスに異種移植したxenograft群（xenograft）の3群を作成し、網羅的な代謝解析を行った。
代謝解析の主成分解析では、2Dでは3D, xenograftと異なり、ほとんどのプロットが狭い範囲に集まっていた。クラスタリング解析では、2Dは3D, xenograftと比較しほとんどの代謝物のピーク値が著しく低かった。3Dとxenograftではピーク値が高く類似している代謝物が多かった。3群のうちxenograftのみ低いピーク値を示したものは解糖中間体が多く、xenograftのみ高いピーク値を示したものは肝臓での代謝物である尿素やコリン代謝物、プリン代謝物が多かった。ミトコンドリア代謝ではATP, ADP量は、2Dでは3Dとxenograftよりも有意に低値であった。バイオマスであるアミノ酸やプリンヌクレオチドの産生量は、2Dでは低値であったが、3Dとxenograftではともに高値を示した。
以上より、2Dと3Dでは舌がん代謝は大きく異なっていた。一方、3Dの代謝物の多くはxenograftの代謝物と類似していた。しかし、xenograftはがん細胞周囲にある宿主由来の間質や血流の影響を受けるため、これらに起因する代謝物が他の群との違いとして現れていた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
4種類の舌癌細胞株を用いて、従来からの2D培養群、tissueoid cell culture systemを用いた3D培養群、舌癌細胞をヌードマウスに異種移植したxenograft群の3群を作成し、網羅的な代謝解析を行うことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ウェスタンブロット解析などを用いてミトコンドリア機能解析を行い、より詳細ながん細胞ミトコンドリアのエネルギー代謝解析を行う。代謝解析の中から舌がん特有の代謝変換を発見し、代謝関連酵素に対する小分子化合物を見出し、舌癌の増殖、転移を制御するメカニズム解明につなげていきたい。
さらに、本tissueoid cell culture systemを利用して、in vitroからin vivoへ移る前臨床段階で薬剤耐性試験や薬剤感受性試験の大量スクリーニングへの応用を検討していきたい。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染拡大の影響で学術集会が中止またはオンライン開催となり、旅費がかからなかったことや国際学会への参加ができなかったため。
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[Journal Article] Differences in the Central Energy Metabolism of Cancer Cells between Conventional 2D and Novel 3D Culture Systems2021
Author(s)
Ryo Ikari, Ken-Ichi Mukaisho, Susumu Kageyama, Masayuki Nagasawa, Shigehisa Kubota, Takahisa Nakayama, Shoko Murakami, Naoko Taniura, Hiroyuki Tanaka, Ryoji P Kushima, Akihiro Kawauchi
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Journal Title
International Journal of Molecular Sciences
Volume: 22
Pages: 1805
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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