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2015 Fiscal Year Annual Research Report

生体外での増殖・浸潤・転移挙動評価を可能とする革新的ヒト3次元腫瘍モデルの創製

Research Project

Project/Area Number 26282138
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

松崎 典弥  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00419467)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 赤木 隆美  大阪大学, 生命機能研究科, 研究員 (00527236)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords組織工学 / 再生医療 / 三次元腫瘍モデル / 脈管構造 / 薬効評価
Outline of Annual Research Achievements

H27年度は、「毛細血管・リンパ管構造への腫瘍細胞の転移評価」、「免疫不全マウスを用いた腫瘍細胞の転移実験」に取り組んだ。
「毛細血管・リンパ管構造への腫瘍細胞の転移評価」では、ヒト膵がん血行性転移株であるMiaPaCa-2が毛細血管網へ侵入し、リンパ行性転移株であるBxPC3がヒト膵がん毛細リンパ管網へ侵入する様子を確認した。両がん細胞とも侵入後に移動し、さらに脈管から侵出する挙動も一部観察された。また、マウスへの移植を8回繰り返すことで転移を加速させた舌がんの高転移株を用いると、通常の舌がん細胞より有意に脈管へ接近し、侵入しやすいことが確認された。がん細胞の転移予測モデルとして期待される。
「免疫不全マウスを用いた腫瘍細胞の転移実験」では、上述の膵がん細胞を腹膜に移植することで、それぞれのがん細胞の性質に応じた転移性が観察された。また、これまでの文献でも、血行性転移株の場合は肺転移や肝転移が、リンパ行性転移株の場合はリンパ節への転移が報告されているため、得られた結果は妥当と考えられる。
以上より、本年度も計画どおり研究を推進できた。本研究で構築した3次元腫瘍モデルが、がん細胞の性質に応じた転移性を生体外で予測可能な新しい診断システムとして有効であることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

「毛細血管・リンパ管構造への腫瘍細胞の転移評価」では、膵がん株化細胞の性質に応じた脈管への侵入、移動、侵出の転移に関する一連の挙動が確認された。また、舌がんの高転移株を用いると、通常の舌がん細胞より有意に脈管へ接近し、侵入しやすいことを生体外モデルでも確認した。「免疫不全マウスを用いた腫瘍細胞の転移実験」では、上述の膵がん細胞を腹膜に移植することで、それぞれのがん細胞の性質に応じた転移性を確認した。
以上より、おおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

現在、大きな課題は見られないため計画通り進める予定である。
これまでの知見を基に、癌性腹膜炎の生体外モデルとして動物実験ともある程度の類似性が得られると期待される。そこで、実際に抗癌剤等を添加し、腫瘍組織の体積変化や生存細胞数の減少より、抗腫瘍効果を評価する。
昨年までの知見より、腫瘍細胞を添加してから増殖・浸潤するまでの培養日数より、腫瘍組織の大きさと血管網やリンパ管網、線維芽細胞への影響などが異なるステージの癌性腹膜炎モデルを作り分けることが可能である。そこで、「増殖初期モデル」、「浸潤中期モデル」、「転移後期モデル」の3種類に対して抗癌剤を添加し、抗腫瘍効果を詳細に検討する。

Causes of Carryover

効率よく研究を進めることができたため。次年度の研究を加速できる。

Expenditure Plan for Carryover Budget

研究を加速するために必要な備品の購入を予定している。

  • Research Products

    (25 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 5 results) Book (3 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Bristol University(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Bristol University
  • [Int'l Joint Research] MINATEC-Grenoble INP/Paris-Sud University(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      MINATEC-Grenoble INP/Paris-Sud University
  • [Int'l Joint Research] Hangyang University(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Hangyang University
  • [Journal Article] High-Throughput Blood- and Lymph-Capillaries with Open-Ended Pores which allow the Transport of Drugs and Cells2016

    • Author(s)
      D. Hikimoto, A. Nishiguchi, M. Matsusaki, M. Akashi
    • Journal Title

      Adv. Healthcare Mater.

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      EMID:ec07b6a606b322ed

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Control of Vascular Network Location in Millimeter-sized 3D-Tissues by Micrometer-sized Collagen Coated Cells2016

    • Author(s)
      C. Y. Liu, M. Matsusaki, M. Akashi
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      Volume: 472 Pages: 131-136

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2016.02.080

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Use of Three-dimensional Arterial Models To Predict the In Vivo Behavior of Nanoparticles for Drug Delivery2016

    • Author(s)
      P. Chetprayoon, M. Matsusaki, U. Yokoyama, T. Tejima, Y. Ishikawa, M. Akashi
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 55 Pages: 4461-4466

    • DOI

      DOI: 10.1002/anie.201509752

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of Vascularized iPSC Derived 3D-Cardiac Myoblast Tissues by Filtration Layer-by-Layer Technique and Their Application for Pharmaceutical Assays2016

    • Author(s)
      Y. Amano, A. Nishiguchi, M. Matsusaki, H. Iseoka, S. Miyagawa, Y. Sawa, M. Seo, T. Yamaguchi, M. Akashi
    • Journal Title

      Acta Biomater.

      Volume: 33 Pages: 110-121

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.actbio.2016.01.033

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transplantation of three-dimensional artificial vascular tissues fabricated using an extracellular matrix nanofilm-based cell-accumulation technique2016

    • Author(s)
      Y. Asano, H. Shimoda, D. Okano, M. Matsusaki, M. Akashi
    • Journal Title

      J. Tissue Eng. Reg. Med.

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      DOI: 10.1002/term.2108

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural and Viscoelastic Properties of Layer-by-Layer ECM Nanofilms and to Their Interactions with Living Cells2015

    • Author(s)
      A. Nishiguchi, M. Matsusaki, M. Akashi
    • Journal Title

      ACS Biomater. Sci. Eng.

      Volume: 1 Pages: 816-824

    • DOI

      DOI: 10.1021/acsbiomaterials.5b00188

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of Cell-Cell Distance in Millimeter-Sized 3D-Tissues Constructed by Collagen Nanofiber Coating Techniques2015

    • Author(s)
      C.-Y. Liu, M. Matsusaki, M. Akashi
    • Journal Title

      ACS Biomater. Sci. Eng.

      Volume: 1 Pages: 639-645

    • DOI

      DOI: 10.1021/acsbiomaterials.5b00015

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of Full-Thickness Human Skin Equivalents with Blood and Lymph-like Capillary Networks by Cell Coating Technology2015

    • Author(s)
      M. Matsusaki, K. Fujimoto, Y. Shirakata, S. Hirakawa, K. Hashimoto, M. Akashi
    • Journal Title

      J. Biomed. Mater. Res. Part A

      Volume: 103A Pages: 3386-3396

    • DOI

      DOI: 10.1002/jbm.a.35473

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Harvesting Functional 3D-Engineered Tissues by Dynamic Wettability Control at Nano-Interfaces2015

    • Author(s)
      A. Nishiguchi, M. Matsusaki, M. Akashi
    • Journal Title

      Adv. Healthcare Mater.

      Volume: 4 Pages: 1164-1168

    • DOI

      DOI: 10.1002/adhm.201500065

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Cell Surface Engineering Using Polymer/Protein Nanofilms for Tissue Engineering2015

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki and Mitsuru Akashi
    • Organizer
      IUMRS-ICAM2015
    • Place of Presentation
      Jeju island, Korea
    • Year and Date
      2015-10-25 – 2015-10-29
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of Vascularized iPSC Derived 3D-Human Tissue Constructs for Regenerative Medicine2015

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki, Shigeru Miyagawa, Yoshiki Sawa, Manabu Seo, Takashi, Yamaguchi, and Mitsuru Akashi
    • Organizer
      TERMIS-WORLD
    • Place of Presentation
      Boston, USA
    • Year and Date
      2015-09-08 – 2015-09-11
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Control of Cell Surfaces by Polymer/Protein LbL Films for Fabrication of 3D-Human Tissue Models2015

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki and Mitsuru Akashi
    • Organizer
      PCT2015
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
    • Year and Date
      2015-06-18 – 2015-06-19
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Control of Cell Surfaces by LbL Films for Fabrication of 3D-Human Tissue Models2015

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki and Mitsuru Akashi
    • Organizer
      4th International Conference “Strategies in Tissue Engineering”
    • Place of Presentation
      Wuerzburg, Germany
    • Year and Date
      2015-06-10 – 2015-06-12
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Artificial 3D-Blood and Lymphatic Network Tissue Models Induce Cancer Metastasis2015

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki and Mitsuru Akashi
    • Organizer
      2nd Tissue Models & Drug Screening Conference
    • Place of Presentation
      Berlin, Germany
    • Year and Date
      2015-05-05 – 2015-05-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] バイオ3Dプリンティング技術の最前線2016

    • Author(s)
      松崎典弥, 明石 満
    • Total Pages
      未定
    • Publisher
      シーエムシーリサーチ出版
  • [Book] 進化する医療用バイオベースマテリアル2015

    • Author(s)
      松崎典弥, 明石 満
    • Total Pages
      272
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Book] 三次元ティッシュエンジニアリング2015

    • Author(s)
      西口昭広,松崎典弥, 明石 満
    • Total Pages
      400
    • Publisher
      エヌ・ティ・エス
  • [Remarks] 大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻 有機工業化学領域

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~akashi-lab/

  • [Remarks] 大阪大学大学院工学研究科応用化学専攻 松崎典弥

    • URL

      http://www.lserp.osaka-u.ac.jp/jisedai2010/michiya_matsusaki/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脈管系構造を有する三次元組織の製造方法、および脈管系構造のゲルを含む三次元組織2016

    • Inventor(s)
      松崎典弥
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2016-027196
    • Filing Date
      2016-02-16
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 人工皮膚モデルの製造方法、及び人工皮膚モデル2015

    • Inventor(s)
      明石 満・松崎典弥・佐倉武司・橋本公二・白方裕司・平川聡史
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学・住友ベークライト・愛媛大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-104785
    • Filing Date
      2015-05-22
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 人工皮膚モデルの製造方法、及び人工皮膚モデル2015

    • Inventor(s)
      明石 満・松崎典弥・佐倉武司・橋本公二・白方裕司・平川聡史
    • Industrial Property Rights Holder
      大阪大学・住友ベークライト・愛媛大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2015-104786
    • Filing Date
      2015-05-22

URL: 

Published: 2017-01-06   Modified: 2022-01-31  

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