2022 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of molecular mechanisms of oral cancer stem cell formation formation using 3D-culture device
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21K17147
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| Research Institution | Kyushu Dental College |
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Principal Investigator |
西牟田 文香 九州歯科大学, 歯学部, 助教 (20808406)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 口腔がん / スフェロイド / 3次元培養 / がん幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我が国において、口腔がんは罹患率、死亡率ともに増加傾向にあり、がん幹細胞を標的とした治療法確立のため、幹細胞の発現・維持機構の解明が急務とされる。その際に一般的な2次元培養下の細胞を用いた研究では、組織環境が生体内と大きく乖離しており、口腔がん細胞においても薬剤に対する感受 性や増殖様式は生体内の挙動と異なると考えられる。 今回、特殊なマトリックスを用いない簡便な手技で、細胞同士が凝集した球状の集合体（スフェロイド） を均一かつ大量に作製可能な新規のマイクロウェル型チップを用いて、がん組織の環境と類似した3次元培養を行い、その特性について2次元培養との比較を行った。
ヒト舌扁平上皮がん細胞（HSC-3）およびヒト歯肉扁平上皮がん細胞（Ca9-22）の細胞株をそれぞれ非接着処理を施したマイクロウェルチップ上に播種したところ、両細胞ともに経日的に凝集し、均一なスフェロイドを形成した。また形成されたスフェロイドの内部は、生細胞を主体に構成されていることが示された。スフェロイド構成細胞の幹細胞性マーカー(CD44、Sox2、Oct4、Nanog)の遺伝子発現は、2次元培養群と比べて有意に亢進していることが見出された。さらに免疫染色による解析結果から、これらの幹細胞マーカー高発現細胞はスフェロイド内部全体に散在していることが確認された。また、スフェロイド構成細胞は2次元培養群と比較して抗がん剤（CDDP）に対する感受性も低下していた。
さらに形成されたスフェロイドを再度、細胞培養用のプレートに播種し、二次元環境下でoutgrowthさせた細胞においても幹細胞性マーカーの発現や抗がん剤に対する抵抗性の亢進が維持されていた。このことから、開発したマイクロウェルチップを用いてスフェロイド化した口腔がん細胞では幹細胞化と抗がん剤が誘導され、抗がん剤の抵抗が亢進している可能性が示唆された。
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