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患者由来ゼノグラフトと3次元初代培養を用いた抗腫瘍薬感受性予測モデルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15K08588
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用薬理学
研究機関国立研究開発法人国立がん研究センター (2017-2018)
神戸大学 (2015-2016)

研究代表者

向原 徹  国立研究開発法人国立がん研究センター, 東病院, 科長 (80435718)

研究協力者 下野 洋平  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード3次元培養 / PDX / 3D培養 / トラスツズマブ / PI3K / 脂肪幹細胞 / 初代培養 / 薬効試験
研究成果の概要

我々は、乳癌細胞株を用いて、2D培養下と3D培養下における抗悪性腫瘍薬の薬効を比較した。その結果、殺細胞型抗がん薬では2D培養下で感受性が高い傾向にあり、抗HER2抗体では3D培養下で感受性が高い傾向にあった。実臨床での効果を考慮すると、3D培養がより生体環境を反映している可能性が示唆された。
悪性体腔液由来癌細胞の3D培養では、混入する血液細胞や中皮細胞が問題となったが、播種する細胞数や培養液中の血清濃度を調節することで実施できた。PDX由来乳癌細胞の3D培養では、脂肪幹細胞との共培養が癌細胞の増殖を増強すること、その作用には脂肪幹細胞由来のadipsinが関与することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

不確実な抗悪性腫瘍薬の効果を体外で事前に評価し、がん薬物療法の確実性を増すための技術開発は、過去数十年間種々試みられてきた。しかし、従来の2D培養では不正確であることは明らかであり、より生体に近いと推定される3D培養に期待が集まっている。我々の細胞株を用いた研究では、抗がん薬と分子標的薬でそれぞれ3D培養下での薬効が異なることを新たに見出し、3D培養に対する知見を深めることができた。当初の目標である、薬効試験に耐えうる3D培養技術の開発は達成できなかったが、体腔液内癌細胞の3D培養、脂肪幹細胞との3D共培養を試み、その礎を築くことができた。今後も、技術開発を推進したい。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 3D Culture Represents Apoptosis Induced by Trastuzumab Better than 2D Monolayer Culture2018

    • 著者名/発表者名
      Tatara T, Mukohara T, Tanaka R, Shimono Y, Funakoshi Y, Imamura Y, Toyoda M, Kiyota N, Hirai M, Kakeji Y, Minami H.
    • 雑誌名

      Anticancer Res

      巻: 38 号: 5 ページ: 2831-2839

    • DOI

      10.21873/anticanres.12528

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of 2D- and 3D-culture models as drug-testing platforms in breast cancer2015

    • 著者名/発表者名
      Imamura Y, Mukohara T, Shimono Y, Funakoshi Y, Chayahara N, Toyoda M, Kiyota N, Takao S, Kono S, Nakatsura T, Minami H
    • 雑誌名

      Oncol Rep

      巻: 33 号: 4 ページ: 1837-1843

    • DOI

      10.3892/or.2015.3767

    • NAID

      120005758024

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Adipsin enhanced clonogenicity and proliferation of human breast cancer patient-derived xenograft cells.2018

    • 著者名/発表者名
      Goto H, Shimono Y, Mukohara T, et al.
    • 学会等名
      American Association for Cancer Research 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D culture may better represent trastuzumab resistance associated with PIK3CA mutation than 2D culture2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tatara, Toru Mukohara, Rina Tanaka, Yohei Shimono, Masanori Toyoda, Naomi Kiyota, Midori Hirai, Yoshihiro Kakeji, Hironobu Minami
    • 学会等名
      AACR annual meeting
    • 発表場所
      Washington DC
    • 年月日
      2017-04-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 3D culture may better represent trastuzumab resistance associated with PIK3CA mutation than 2D culture2017

    • 著者名/発表者名
      Tatara T, Mukohara T, Tanaka R, Shimono Y, Funakoshi Y, Imamura Y, Toyoda M, Kiyota N, Hirai M, Kakeji Y, Minami H.
    • 学会等名
      American Association for Cancer Research 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison of 2D- and 3D-cultures in in vitro evaluation of trastuzumab in HER2-overexpressing breast cancer cell lines2016

    • 著者名/発表者名
      Toru Mukohara, Rina Tanaka, Yoshinori Imamura, Tsutomu Nakagawa, Kazuhiro Yamamoto, Naoko Chayahara, Masanori Toyoda, Naomi Kiyota, Midori Hirai, Hironobu Minami
    • 学会等名
      日本臨床腫瘍学会学術集会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      2016-07-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Comparison of 2D- and 3D-culture models as drug-testing platforms in breast cancer2015

    • 著者名/発表者名
      Imamura Y, Mukohara T, Shimono Y, Funakoshi Y, Chayahara N, Toyoda M, Kiyota N, Takao S, Kono S, Nakatsura T, Minami H.
    • 学会等名
      American Association for Cancer Research annual meeting
    • 発表場所
      Philadelphia
    • 年月日
      2015-04-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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