2014 Fiscal Year Research-status Report
GFPと量子ドットを用いた非侵襲in vivoイメージングによるがん転移機構解明
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26440075
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
喜多 清 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 研究員 (70343564)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | in vivoイメージング / 乳がん細胞 / マウス / ゼノグラフトモデル / GFP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究目的は、非侵襲下においてマウスの転移がん(癌)細胞を分子レベルで高精度にイメージングし、がん転移メカニズムを解明することを目的とする。具体的には、マウス体内においてGFP発現がん細胞により細胞全体をとらえ、量子ドットにより細胞膜タンパク質をラベルし、転移がん細胞全体の動態および特有の細胞膜タンパク質の挙動を非侵襲下においてイメージングすることである。１年目の研究計画は、「転移能の高い細胞で構成されるがん組織の高効率の作製(がんマウスの作製)」および「マウス耳介内に作製したガン腫瘍のin vivoイメージング」を行うことであり、予定通りに遂行することができたと考えている。
１つ目の研究計画「転移能の高い細胞で構成されるがん組織の高効率の作製(がんマウスの作製)」においては、5種のヒトがん細胞株を用い免疫不全能が高いことで知られるスッキドマウスの耳介にそれぞれ接種し、接種細胞数および濃度を調整することで、高効率ながん組織作製に成功した。また、転移能についても検討を行い、KPL4-EB1-GFP、MDA-MB-231-GFP-tub、 MDA-MB-231、U87MG細胞株において転移を認めた。
２つ目の研究計画「マウス耳介内に作製したガン腫瘍のin vivoイメージング」においてはMDA-MB-231-EB1-GFPを接種したことにより形成した腫瘍組織のin vivoイメージングを行い、非侵襲下においてGFP蛍光を発する分裂直後と思われる2つの細胞を確認することができた。
なお、イメージングはスピンディスクタイプの共焦点顕微鏡とEMCCDカメラを用いて行った。
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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
平成26年度は研究計画通り、「転移能の高い細胞で構成されるがん組織の高効率の作製(がんマウスの作製)」および「マウス耳介内に作製したガン腫瘍のin vivoイメージング」を行った。
5種のヒトがん細胞株を免疫不全マウスの耳介にそれぞれ接種しゼノグラフトモデルの作製率について検討した。
この5種のヒトがん細胞株は、転移能の高いことで知られるMDA‐MB-231細胞（WT)（ヒト乳がん由来細胞株）とEB1タンパクにGFP遺伝子を導入したMDA-MB-231-EB1-GFP、チューブリンにGFP遺伝子を導入したMDA-MB-231-GFP-tub、転移能が低いことで知られるヒト乳がん細胞株KPL4-EB1-GFP細胞株、および悪性脳腫瘍（グリオーマ）として知られるU87MG細胞株を用いた。その結果、MDA-MB-231(WT)、MDA-MB-231-EB1-GFP、MDA-MB-231-GFP-tubおよびKPL4-EB1-GFP細胞株では4,000,000cells以上の細胞数を接種した際に100％の確率で耳介に腫瘍を形成することを判明した。MDA-MB-231由来細胞株は一般的なゼノグラフトモデルである背側部皮下への接種の場合、KPL4-EB1-GFP細胞株に比べ腫瘍形成率が低いことが知られていることから、マウス耳介はゼノグラフトモデルを作製する際の接種箇所として適した箇所であることを示唆する結果であった。また、腫瘍形成能の高いことで知られるU87MG細胞株においては800,000cells以上の接種において100％の確立で腫瘍形成がみられた。
さらに、MDA-MB-231-EB1-GFPを接種したことにより形成した腫瘍組織のin vivoイメージングを行い、非侵襲下において鮮明ではないもののGFP蛍光を発する分裂直後と思われる2つの細胞を確認することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究課題は「転移がん細胞の同定と長時間のトラッキングのためのマーキング」および「非侵襲下で量子ドットおよびGFPを用いてin vivo蛍光イメージングするための装置の開発およびイメージング」である。
この研究課題を遂行するにあたり、追加課題を提示する。非侵襲下でのin vivoイメージングを行う前に非侵襲in vivoイメージングよりも遥かに鮮明なイメージングができ、多くの情報を得ることができる方法の開発を考えている。つまり、マウス耳介の一部の上皮を剥離し、そこにガラス（カバーガラス）を張り、その後ガラス直下に腫瘍を形成させることにより、非侵襲ではないものの非侵襲イメージング同様に腫瘍の血流を止めることなくin vivoイメージングできる方法を確立するつもりである。この方法により、転移がん細胞の同定および長期間トラッキンングのためのマーキング法を効率よく判定することができ、転移がん細胞のトラッキングや細胞特性もより明らかに判明するものと考える。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額の大半は当該年度（平成26年度）3月に使用を予定し3月中に納品するとの確認をしていた試薬（抗体）が、取扱いメーカーの都合により大幅に遅れるという変更が生じ、納品(支払い)が次年度（平成27年度）4月となったため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度使用額で購入予定の試薬（抗体）が次年度4月に納品される予定である。
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