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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Fabrication of Innovative Human 3D-Tumor Models for In Vitro Evaluation of Cancer Growth, Invation, and Metastasis

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, 准教授 (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

H28年度は、「腫瘍モデルを用いた抗腫瘍効果の生体外評価」に取り組んだ。
リンパ行性転移株で知られるヒト膵癌細胞BxPC3と、血行性転移株であるヒト膵癌MiaPaCa-2を、毛細血管と毛細リンパ管網組織体の上で培養した。その結果、血行性転移株であるMiaPaCa-2は毛細血管へ積極的に侵入する様子が確認された。一方、BxPC3は毛細血管にはアポトーシスを誘導したが、毛細リンパ管には侵入する様子が観察された。BxPC3が毛細血管とリンパ管を識別するメカニズムは、現在検討中である。
BxPC3の毛細血管へのアポトーシス誘導メカニズムを解明するため、マトリックスメタロプロテアーゼ(MMP)の発現を網羅的に解析した結果、組織体への浸潤開始期と、アポトーシス誘導期、血管への侵入期で、それぞれ発現するMMPが異なることを見出した。癌細胞の浸入過程でのMMPの発現の違いを経時的・定量的に解析することは、動物実験では困難であるため、本in vitroモデル系により可能となった評価である。MiaPaCa-2や結腸癌細胞HT29に関しても同様解析を行った結果、やはり浸潤過程で産生するMMPの種類が異なることが明らかとなった。さらに、抗癌剤の薬効試験を行ったところ、2Dと比較して本3D培養系では、1000倍高い抵抗性が発現することを見出した。薬効・毒性試験での3D培養の重要性が明らかとなった。
現在、癌研有明病院と共同研究を開始し、患者由来の初代がん細胞の培養と個別化医療への応用を検討中である。以上より、本年度も計画通り研究を推進できただけでなく、患者由来の初代がんを用いた研究まで発展できたため、当初の予定以上の成果が得ることができた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (22 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 5 results) Book (5 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] Univ of South Paris/MINATEC(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      Univ of South Paris/MINATEC
  • [Int'l Joint Research] Wuerzburg Univ(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Wuerzburg Univ
  • [Int'l Joint Research] Hanyang Univ/Chung Ang Univ(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      Hanyang Univ/Chung Ang Univ
  • [Journal Article] Desmoplastic Reaction in 3D-Pancreatic Cancer Tissues Suppresses Molecular Permeability2017

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki, Misaki Komeda, Simona Mura, Hiroyoshi Tanaka, Mitsunobu R. Kano, Patrick Couvreur, and Mitsuru Akashi
    • Journal Title

      Adv. Healthcare Mater.

      Volume: in press Pages: in press

    • DOI

      in press

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Salt Effect on Surface Structures of Polyelectrolyte Multilayers (PEMs) Investigated by Vibrational Sum Frequency Generation (SFG) Spectroscopy2016

    • Author(s)
      A. Ge, M. Matsusaki, L. Qiao, M. Akashi, S. Ye
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 32 Pages: 3803-3810

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b04765

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction and Myogenic Differentiation of 3D Myoblast Tissues Fabricated by Fibronectin-Gelatin Nanofilm Coating2016

    • Author(s)
      V. Gribova, C.-Y. Liu, A. Nishiguchi, M. Matsusaki, T. Boudou, C. Picart, M. Akashi,
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      Volume: 474 Pages: 515-521

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1016/j.bbrc.2016.04.130

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Development of Microfluidic Systems for Fabricating Cellular Multilayers2016

    • Author(s)
      K. Matsuura, I. Sugimoto, Y. Kuroda, K. Kadowaki, M. Matsusaki, M. Akashi
    • Journal Title

      Anal. Sci.

      Volume: 32 Pages: 1171-1176

    • DOI

      http://doi.org/10.2116/analsci.32.1171

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Fabrication of 3D-Engineered Tissues with Blood Capillaries and Their Biomedical Application2016

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki
    • Organizer
      ENGE2016
    • Place of Presentation
      Ramada Plaza Jeju Hotel、Jeju島、韓国
    • Year and Date
      2016-11-08 – 2016-11-08
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] In Vitro Fabrication of 3D-Engineered Tissues for Organ on a Chip2016

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki, Yuto Amano, Mitsuru Akashi, Shigeru Miyagawa and Yoshiki Sawa
    • Organizer
      TERMIS-AP2016
    • Place of Presentation
      Fullon Hotel Tamsui Fisherman's Wharf、新北市、台湾
    • Year and Date
      2016-09-06 – 2016-09-06
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Supramolecular Nanogelators for Corneal Tissue Engineering2016

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki and MItsuru Akashi
    • Organizer
      Ghang Gung Memorial Hospital Seminar
    • Place of Presentation
      Ghang Gung Memorial Hospital、台北市、台湾
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-05
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Mechanobiology of 3D-Human Tissue Models2016

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki
    • Organizer
      2nd International Symposium on Nanoarchitectonics for Mechanobiology
    • Place of Presentation
      NIMS、つくば市
    • Year and Date
      2016-07-28 – 2016-07-28
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Construction of Three-dimensional Tissues with Capillary Networks by Controlling Cell Microenvironments2016

    • Author(s)
      Michiya Matsusaki
    • Organizer
      WBC2016
    • Place of Presentation
      Palais des congres de Montreal、モントリオール、カナダ
    • Year and Date
      2016-04-16 – 2016-04-16
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] ACS Book on Advances in Bioinspired and Biomedical Materials2017

    • Author(s)
      M. Matsusaki and M. Akashi
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      ACS
  • [Book] Bioinspired Materials Science and Engineering2017

    • Author(s)
      M. Matsusaki, A. Nishiguchi, C.-Y. Liu, M. Akashi
    • Total Pages
      印刷中
    • Publisher
      Wiley
  • [Book] 細胞社会学2016

    • Author(s)
      松本卓也, 荏原充宏, 松崎典弥
    • Total Pages
      178 (62-77)
    • Publisher
      コロナ社
  • [Book] 3次元細胞システム設計論2016

    • Author(s)
      松崎典弥, 明石 満
    • Total Pages
      209 (196-208)
    • Publisher
      コロナ社
  • [Book] バイオ・医療への3Dプリンティング技術の開発最前線2016

    • Author(s)
      松崎典弥, 明石 満
    • Total Pages
      230 (167-181)
    • Publisher
      シーエムシーリサーチ出版
  • [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/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 立体的細胞組織の製造方法2017

    • Inventor(s)
      松崎典弥・入江新司・北野史朗
    • Industrial Property Rights Holder
      松崎典弥・入江新司・北野史朗
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/006691
    • Filing Date
      2017-02-22
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] スフェロイド形成促進方法2017

    • Inventor(s)
      塚本 圭・入江新司・松崎典弥
    • Industrial Property Rights Holder
      塚本 圭・入江新司・松崎典弥
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/006687
    • Filing Date
      2017-02-22
    • Overseas
  • [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2017

    • Inventor(s)
      松崎典弥・入江新司・北野史朗
    • Industrial Property Rights Holder
      松崎典弥・入江新司・北野史朗
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2017/003368
    • Filing Date
      2017-01-31
    • Overseas
  • [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)
      松崎典弥
    • Industrial Property Rights Holder
      松崎典弥
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特許第5920749号
    • Filing Date
      2015-05-22
    • Acquisition Date
      2016-04-22

URL: 

Published: 2018-01-16  

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