多孔性高機能ハイドロゲルを用いたin vitro3D神経膠芽腫組織の創出

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21K12679
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 王 磊 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任助教 (70637975)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷川 聖 北海道大学, 化学反応創成研究拠点, 特任助教 (00823353)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 癌 / 癌幹細胞 / 脳腫瘍 / ハイドロゲル / シグナル

Outline of Annual Research Achievements

北大オリジナル高機能高分子ソフト&ウェットゲルを用いて高速・効率的かつ再現性が高い幹細胞の誘導法を開発した。本研究はこの誘導法を発展させて、Porous化した高機能ハイドロゲルを用いて、GSCニッシェを創出することで、ヒトの脳内病変を模倣したGBM組織を再構築する。そしてGSCニッシェがGSCを制御・維持するしくみを解明し、それに基づくGSCに特異的な治療法の開発を目指す。神経膠芽腫は治療抵抗性が高く、再発が多く、5年生存率は8%以下と予後が悪い。治療抵抗性と再発はGBMのがん幹細胞(GBM stem cell, GSC) が再増殖するため、GSCの性質を知り、それを撲滅する治療法の開発が必要である。しかしながら、幹細胞はがん組織中に微量であり、かつ症 例ごとに異なりまた同一組織の中で多様性があるため研究論文は多数あるが実臨床での治療標的とはなっていない。申請者らは、北大オリジナル高機能高分子ソフト&ウェットゲルを用いて高速・効率的かつ再現性が高い幹細胞の誘導法を開発した。本研究はこの誘導法を発展させて、Porous化した高機能ハイドロゲルを用いて、GSCニッシェを創出することで、ヒトの脳内病変を模倣したGBM組織を再構築した。そしてGSCニッシェがGSCを制御・維持するしくみを解明し、それに基づくGSCに特異的な治療法の開発を行った。開発したPorous化した高機能ハイドロゲルを用いて、癌組織再構築し、血管内皮及びglia細胞などGSCニッシェを創出することで、世界初人工的ヒトの脳内病変を模倣したGBM組織を再構築した。再構築したGBM組織はさらにGSCに特異的治療法の開発するため、薬剤スクリーニングを実施した、Drug x、Yを候補分子標的治療薬を開発した。