高強度ポーラスゲルによる3次元がん組織モデル創出とがん幹細胞標的新規治療法の開発
Project/Area Number |
21H03802
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
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Research Institution | Hokkaido University |
Principal Investigator |
津田 真寿美 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (30431307)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野々山 貴行 北海道大学, 先端生命科学研究院, 准教授 (50709251)
田中 伸哉 北海道大学, 医学研究院, 教授 (70261287)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
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Keywords | がん幹細胞 / がん幹細胞ニッシェ / ハイドロゲル / がん治療法 / ポーラスゲル / 癌治療法 |
Outline of Research at the Start |
がんの根絶には、がん組織におけるがん幹細胞の誕生・生存機構の解明が必須である。我々は近年、高強度ハイドロゲルを用いてがん幹細胞を迅速に誘導するリプログラミング現象を見出した(Nature Biomed. Eng. 2021)。これは、高機能ハイドロゲルが分化したがん細胞を未分化ながん幹細胞へ初期化することを可能としたものである。本研究では高強度ポーラスゲルを最適化して3次元がん組織モデルを創出し、がん組織の多種細胞間の時空間的相互作用、およびがん幹細胞が誕生・生存・形質転換する動的分子機構を解明する。最終的にはがん幹細胞を根絶し得る治療標的分子を同定し、がん制圧に向けた基盤の構築を目指す。
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Outline of Annual Research Achievements |
がんの再発は、がん治療に耐性を示すがん幹細胞が生き残ることによって起きる。癌幹細胞は癌組織中の低酸素や低栄養、および傍血管部位などの特殊な微小環境(癌幹細胞ニッチ)で生成・生存すると考えられているが、その詳細な機序は未だ不明な点が多い。研究代表者らは、近年、高強度ダブルネットワークゲル上にがん細胞を播種すると、24時間以内に迅速にがん幹細胞が誘導されるリプログラミング現象を見出した(Nat. Biomed. Eng., 2021)。当該技術を基盤として、本研究ではがん組織におけるがん幹細胞の誕生・生存機序の解明を目指す。 令和5年度は、極めて予後不良の膠芽腫において、がん細胞ニッチが幹細胞性誘導に与える影響について検討した。ハイドロゲル上でヒト膠芽腫細胞と神経の支持細胞であるアストロサイトを共培養し、両者の直接接触ならびにアストロサイト由来の分泌蛋白が膠芽腫の幹細胞性誘導に与える影響について検討した。共培養ではアストロサイトに接着して膠芽腫細胞が優位に増殖する形態が認められ、検討した4種類のハイドロゲルのうち3種類において幹細胞マーカーのさらなる亢進が認められた。一方、アストロサイト由来の分泌蛋白の影響については、1種類のゲル上で培養したアストロサイトの分泌蛋白が幹細胞性を増加させた。この結果は、脳に存在する支持細胞が至適な環境下で腫瘍の幹細胞性を誘導、およびがん幹細胞の生存に有利に機能していることを示唆する。 さらに、ハイドロゲル上で誘導されたがん幹細胞に対して効果がある薬剤をドラッグスクリーニングした。ヒト膠芽腫細胞を最も幹細胞性の誘導率が高かったハイドロゲル上で培養後に薬剤処理し細胞生存率を検討したところ、複数の膠芽腫細胞株に対して共通して効果が認められた薬剤を複数同定した。これらの薬剤は、高悪性度の膠芽腫に対して生命予後を改善できる可能性があると期待される。
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Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(50 results)
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[Journal Article] Structure-changeable luminescent Eu(III) complex as a human cancer grade probing system for brain tumor diagnosis2024
Author(s)
M. Wang, M. Kono, Y. Yamaguchi, J. Islam, S. Shoji, Y. Kitagawa, K. Fushimi, S. Watanabe, G. Matsuba, A. Yamamoto, M. Tanaka, M. Tsuda, S. Tanaka, Y. Hasegawa
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 14
Issue: 1
Pages: 778-778
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Virological characteristics of the SARS-CoV-2 BA.2.86 variant2024
Author(s)
Tamura Tomokazu、Mizuma Keita、Nasser Hesham、Deguchi Sayaka、Padilla-Blanco Miguel、Oda Yoshitaka、Uriu Keiya、Tolentino Jarel E.M.、Tsujino Shuhei、Suzuki Rigel、Kojima Isshu、Nao Naganori、Shimizu Ryo、Wang Lei、Tsuda Masumi、Jonathan Michael、Kosugi Yusuke、et al.
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Journal Title
Cell Host &Microbe
Volume: 32
Issue: 2
Pages: 170-180.e12
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Akaluc bioluminescence offers superior sensitivity to track in vivo dynamics of SARS-CoV-2 infection.2024
Author(s)
Tamura T, Ito H, Torii S, Wang L, Suzuki R, Tsujino S, Kamiyama A, Oda Y, Tsuda M, Morioka Y, Suzuki S, Shirakawa K, Sato K, Yoshimatsu K, Matsuura Y, Iwano S, Tanaka S, Fukuhara T.
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Journal Title
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Comparative pathogenicity of SARS-CoV-2 Omicron subvariants including BA.1, BA.2, and BA.52023
Author(s)
Tamura T, Yamasoba D, Oda Y, Ito J, Kamasaki T, Nao N, Hashimoto R, Fujioka Y, Suzuki R, Wang L, Ito H, Kashima Y, Kimura I, Kishimoto M, Tsuda M, Sawa H, Yoshimatsu K, Yamamoto Y, Nagamoto T, Kanamune J, Suzuki Y, Ohba Y, et al.
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 6
Issue: 1
Pages: 772-772
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Enhanced fusogenicity and pathogenicity of SARS-CoV-2 Delta P681R mutation2021
Author(s)
Saito Akatsuki、Irie Takashi、Suzuki Rigel、Maemura Tadashi、Nasser Hesham、Uriu Keiya、Kosugi Yusuke、Other 43 authors、Tanaka Shinya、Nakagawa So、Ikeda Terumasa、Fukuhara Takasuke、Kawaoka Yoshihiro、Sato Kei、The Genotype to Phenotype Japan (G2P-Japan) Consortium
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Journal Title
Nature
Volume: 602
Issue: 7896
Pages: 300-306
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Rapid reprogramming of tumour cells into cancer stem cells on double-network hydrogels2021
Author(s)
Suzuka J, Tsuda M, Wang L, Kohsaka S, Kishida K, Semba S, Sugino H, Aburatani S, Frauenlob M, Kurokawa T, Kojima S, Ueno T, Ohmiya Y, Mano H, Yasuda K, Gong JP, Tanaka S
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Journal Title
Nat Biomed Eng
Volume: -
Issue: 8
Pages: 914-925
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Involvement of BMP and Wnt signals leading to EMT in colon adenocarcinoma with heterotopic ossification.2021
Author(s)
Katono N, Tsuda M, Suzuka J, Oda Y, Wang L, Tanei ZI, Tanino M, Ohata T, Nagabuchi E, Ishida Y, Kimura S, Iwanaga T, Tanaka S.
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Journal Title
Annals of Clinical and Laboratory Science
Volume: 51
Pages: 271-276
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Comprehensive molecular profiling of pulmonary pleomorphic carcinoma2021
Author(s)
Nagano Masaaki、Kohsaka Shinji、Hayashi Takuo、Ueno Toshihide、Kojima Shinya、Shinozaki-Ushiku Aya、Morita Shigeki、Tsuda Masumi、Tanaka Shinya、Shinohara Toshiya、Omori Yuko、Sugaya Fumiko、Kato Hiroaki、Narita Yoshiaki、Nakajima Jun、Suzuki Kenji、Takamochi Kazuya、Mano Hiroyuki
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Journal Title
npj Precision Oncology
Volume: 5
Issue: 1
Pages: 57-57
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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