研究課題
基盤研究(A)
本研究では、①高機能ゲルの開発は黒川孝幸博士が行い、がん細胞のリプログラミングゲルとして弾性率、荷電状態の異なるゲルを開発する。②メカノレセプターの同定、メカノメモリーの解明など生物学的な解析は研究代表者の研究室の津田博士が行い、その結果を黒川博士にフィードバックすることでより精度の高い高機能ゲルの開発を行う。③高阪真路博士は、国立がん研究センターでNGSによりシングルセルのゲノム解析を行う。④がん幹細胞特異的阻害剤スクリーニングは、北大創薬研究教育センターで前仲勝実センター長がオリジナル化合物ライブラリーを用いて行う。⑤臨床応用はの田中伸哉が北大病院の臨床各科との共同研究として進める。
【研究の骨格】)研究は、研究代表者が高機能ポリマーハイドロゲルを用いることで、極めて短時間にがん細胞のリプログラミングを誘導して、がん幹細胞を創出 する方法を見出したことにはじまる (Nat. Biomed. Eng, 5, 914-925, 2021)。これは従来のがん幹細胞分離同定法とは異なり、がんの種類を問わず24時間以内に がん幹細胞を創出することができる画期的な方法である。本研究では、高機能ゲルのどのような物理的因子ががん細胞の遺伝子発現変化を短時間で誘導するのか を検討し、高機能ゲルを基盤としたがん幹細胞診断法を開発し、さらにがん幹細胞標的治療薬を大規模スクリーニングにより創出するものである。 【今年度の実績】「ゲル開発」プロジェクトでは、ハイドロゲルの硬さとチャージ(荷電状態)を計画的に変化させることにより、様々な癌種において効率的にが ん幹細胞を創出できるハイスペックゲルの条件を見出した。特に50kPaと200kPaの弾性率特異的メカノ受容体が存在すること明らかにした。また、昨年度にDNゲルを凌駕するがん幹細胞誘導能力を証明したPNaSSゲルにおいて、創出したがん幹 細胞を用いてシングルセルRNAシーケンスを実施し、新規がん幹細胞ニッシェを模倣するという仮説をたて、空間トランスクリプトーム解析にてPNaSSゲルが血管周囲nicheを模倣することが証明され、治療標的開発にとって大きな進歩となった。「臨床応用」のプロジェクトでは、ハイドロゲルキットを作成するための基盤を開発し、開発過程は特許を出願しており、その試作品が完成した。また、HARP現象の特許は既に登録されているが、ライセンス契約へ向けた準備段階として企業との共同研究が2023年6月1日付けで1年間の期限で開始された。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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