2013 Fiscal Year Annual Research Report
がん細胞シート工学による革新的３次元がん組織モデルの構築
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25282145
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
中山 正道 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (00338980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長瀬 健一 東京女子医科大学, 医学部, 講師 (10439838)
秋元 淳 東京女子医科大学, 医学部, 研究員 (80649682)
岩瀬 由布子 東京女子医科大学, 医学部, 研究員 (80406371)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 癌 / 薬剤反応性 / 組織工学 / バイオイメージング / バイオリアクター |
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| Research Abstract |
がん細胞シートを効率的に剥離させるための温度応答性表面として、温度応答性のブロック共重合体を物理的にナノ薄膜状態でコーティングした表面を作製した。がん細胞ならびに線維芽細胞シートの剥離を実現できることを確認した。現在、多孔性膜型の細胞培養基材への適用についても展開中である。
がん細胞シートを移植法による担がんモデル動物の作製では、がん細胞（4T1-luc2、マウス乳腺がん細胞）から構成される細胞シートをBALB/cマウス皮下組織に移植し、がん細胞の生着率と腫瘍形成能を評価した。対照モデルとして酵素処理により回収した細胞懸濁液を後背部皮下に注入した。がん細胞移植一日後の細胞生着率は、細胞シート移植群が細胞懸濁液投与群に対して約13倍の高いことがわかった。移植14日後、がん細胞シートを移植したマウスの腫瘍は、細胞懸濁液移植群と比較して10倍以上大きく成長した。これらの結果より、がん細胞シート移植法により、がん細胞の初期接着率また造腫瘍能を向上できることが明らかとなった。また、今後細胞シート移植効率を向上し、同所移植モデルを作製するために新規な細胞シートを生体組織に移植する方法として、支持膜にゼラチンゲルコーティングした細胞シート移植キャリアを開発した。
一方、正常皮膚線維芽細胞シート間に蛍光タンパクGFP発現型HUVECを用いることで、細胞シート細胞組織内におけるネットワーク形成能について、蛍光顕微鏡タイムラプス解析システムにより経時的に観察した結果、細胞シートを上部に2層、下層に1層の間にHUVECを播種した系において明確に毛細血管網様構造の形成が確認された。
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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
ブロック共重合体の物理的コーティングによりがん細胞シートを効率的に剥離させる表面についての検討が順調に進行している。またがん細胞シートの皮下移植による担がん動物モデルの作製においても、従来のインジェクション法と比較して、細胞シート工学的手法の有効性が明らかとなっている。一方、in vitro系におけるがん３次元組織の効率においては、線維芽細胞シート間における内皮細胞のネットワーク形成を実現したモデルの構築については成功している。今後、この3次元細胞シート組織へのがん細胞シートの付加について、現在検討を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
同所性がん移植モデル動物の作製と評価としては、肝臓、乳腺、および皮膚組織を対象とする。同所移植モデルは、皮下移植法と同様に、細胞シートを支持膜により回収し、各臓器・組織の表面に転写する。また腫瘍の組織学評価は、薄切切片を免疫染色することで評価し、臨床病理でみられるがん組織の形態学的特徴と比較検討する。また抗がん剤を用いた薬理効果の評価について、従来の異種性部位移植で作製した疾患モデル動物と比較し、同所性移植モデルの有効性を評価する。一方、３次元がん組織内における毛細血管網の導入と評価では、蛍光タンパクGFP発現型HUVECを用いることで、がん細胞組織内におけるネットワーク形成能について、蛍光顕微鏡タイムラプス解析システムにより経時的に観察するとともに、ネットワーク形成を促進する因子について検討する。組織構造については、組織切片観察により管腔状構造の形成等を評価する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
in vivoがん細胞組織モデルの研究実施のスケジュールを考慮して、高額ながん細胞株の購入を次年度以降に変更した他、研究開始初年度ということで、研究成果報告のための国内外の学術大会への参加件数が当初の予定よりも少なかったため。
in vivoがん組織モデル構築を効率的に観察可能な発光イメージング用のがん細胞株の購入およびin vitro3次元がん細胞モデル内に毛細血管網を付加するための灌流培養装置一式を準備するために使用する。
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Research Products
(2 results)
