Development of Trojan horse-type cancer therapeutics by elucidating and utilizing the predation mechanism of pancreatic cancer cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19036
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Takano Yuta 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (60580115)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮武 由甲子 北海道大学, 医学研究院, 助教 (10421984) ; 山田 勇磨 北海道大学, 薬学研究院, 准教授 (60451431) ; 繁富 香織 北海道大学, 高等教育推進機構, 特任准教授 (90431816)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: 三次元培養 / がん治療 / 光治療 / アポトーシス / スフェロイド

Outline of Final Research Achievements

The 3D cell culture substrate developed by the applicants was used to develop a cancer phototherapeutic drug based on the behavior of cell populations. A method was established to chemically modify and bond dead cell components to fluorescent beads for evaluation. Real-time fluorescence microscopy using these beads showed that components derived from cells due to necrosis and apoptosis showed different adhesion/predation behavior to the 3D-cells. This was advanced, and a pathway to identification was found. In addition, various photosensitizers and nanoparticles were newly developed as template sites for cancer phototherapeutics. This research successfully established a methodology for material development using a novel 3D culture method. We have established the necessary foundation for the completion of Trojan horse-type cancer-killing compounds.

Free Research Field

有機合成化学、光物理化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒト体内組織の特徴をもった3D培養系を用いた薬剤化合物開発は、世界的にも黎明期で報告例がほとんどない。本研究はその一端を担うものであり、３D細胞に特徴的な挙動の理解・利用を進める手法として重要な知見を与えるものである。本研究が標的とした膵がんは難治療性がんとして知られ、世界的にも治療薬開発が特に望まれているものの一つである。膵がんの3D細胞における知見を得られた点でも、本研究は意義のあるものである。以上を踏まえた本トロイの木馬型殺がん化合物の完成によって得られる成果の新規性と科学的インパクトは非常に高いものである。