2022 Fiscal Year Research-status Report
Nanoprobe investigating pH-dependent polarized tumor-associated macrophages at single-cell level
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22K04890
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
ZHANG YANJUN 金沢大学, ナノ生命科学研究所, 特任准教授 (70902807)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | macrophage / TAM / THP-1 / SICM / nanoprobe |
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| Outline of Annual Research Achievements |
pH依存性のTAM分極化は、抗腫瘍免疫療法にとって魅力的であるが、その極めて高い可塑性と不均一性のために、単一細胞レベルでの可塑的で不均一なpH依存性のTAM分極化のメカニズムを、ラベルフリー、非接触、リアルタイムで探索するための新しい高解像でpH感受性の表現型決定のためのアプローチを開発することが必要である。
新しい走査イオン伝導顕微鏡ソフトウェアは、走査イオン伝導顕微鏡 pH ナノプローブで検出する機械的特性を1つの走査イオン伝導顕微鏡フィードバック制御マルチパラメトリック走査ナノプローブ 腫瘍関連マクロファージ表現型プラットフォームに統合するために開発された。
本研究ではpHe依存性のTAM表現型可塑性を調べるために、制御された環境を提供する in vitro の TAM モデルを使用する。M1 または M2 マクロファージ細胞モデルとして、十分に特徴づけられた THP-1 単球細胞株を使用する。そして、この分極化した THP-1 マクロファージを、既報のトランスウェル共培養システムで乳がんMCF7細胞と共培養する。このようなトランスウェル共培養は、分極化した THP-1 マクロファージをMCF7細胞との直接的な接触から分離するが、MCF7 細胞由来の酸性化腫瘍微小環境が THP1-TAM の pH 依存性分極化を刺激することを in vitroで可能にする。M1 TAM マーカー（HLA-DR、iNOS、pSTAT1）または M2 TAM マーカー（CD206、CD204、CD163）の表面での発現を分析し、これらTHP1-TAM細胞の表現型を確認する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
単一細胞レベルでの pH 依存性腫瘍関連マクロファージ分極を調査するために、走査型イオン伝導顕微鏡 (SICM) ベースのマルチパラメトリック ナノプローブ TAM 表現型プラットフォームの開発は順調に進んでいる。 SICM フィードバック制御マルチパラメータスキャンナノプローブ TAM 表現型プラットフォームは、当初の計画よりもスムーズに開発された。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たに開発された SICM ベースのマルチパラメトリックナノプローブ TAM 表現型プラットフォーム マルチパラメトリック TAM 表現型プラットフォームを利用して、pHe と TAM 分極の間の相互作用を調査する。
TAMはpH依存性の分極化の過程で経時的に表現型が変化するという仮説があるが、分極化の可塑性に対するpHeの影響は十分に検討されていない。本研究では、あらかじめ分極化したM1またはM2のTAMを、さまざまなpHe条件で異なる時間処理する。その後、新たに開発したマルチパラメトリックTAM表現型プラットフォームを使用して、pHeとTAM分極化の動的な相互作用を解明し、M1 TAMをM2に、またはその逆に切り替えるためのpH閾値と時間経過を決定するのに役立てます。プロ腫瘍（腫瘍促進） M2 TAMを抗腫瘍M1表現型に再教育するための最適条件を調べるために、観察されたTAM再分極pH閾値よりも高い塩基性pH刺激を与えて、pH依存性の表現型シフトM2→M1を評価する。また、これらの再分極化したM1 TAMの表現型の安定性と可逆性についても研究する。
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