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透明化技術の応用によるがん微小環境の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K16604
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分49030:実験病理学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山城 恵生 (高橋恵生)  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30836226)

研究期間 (年度) 2025-01-21 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2025年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード組織透明化技術 / がん微小環境 / 3次元イメージング
研究開始時の研究の概要

組織透明化技術をがん研究に応用することにより、マウスモデルでのがん転移を個体・臓器レベルで1細胞解像度を有して3次元で観察できるようになってきた。本研究ではそれをさらに発展させることで、がん微小環境におけるがん細胞の形質や、がん細胞と間質との相互作用、さらにはそこでのシグナル活性を、臓器レベルで高解像度かつ3次元に観察する。このように、ミクロとマクロの双方を同時に観察できる利点を活かし、これまでとは違う視点からがん微小環境の理解を試みる。

研究実績の概要

昨年度までの研究で、組織透明化技術と遺伝子改変マウスを用いて、マウスのリンパ管および血管を可視化するモデルを立ち上げた。また、細胞周期を示すFUCCIレポーターシステムを発現するがん細胞株を作製し、それらをマウスへと移植することで、さまざまながん細胞移植モデルを確立した。これら確立したモデルを使って、本年度は以下2点について研究を進めた。
1)組織透明化技術により観察されるマウスのリンパ管および血管の3次元構造について、共同研究先とともに数学的手法による新たな評価系を立ち上げた。また、メラノーマ細胞を用いた実験肺転移モデルにおいてがん転移とリンパ管を同時に可視化する系では、それらの3次元距離を解析することに成功した。その結果、がん転移とリンパ管の相互の距離が時間経過とともに縮まっていることが示唆された。
2)肺がん細胞や乳がん細胞のFUCCIレポーター発現株を用いて、さまざまながん細胞移植モデルでの転移巣における細胞周期を観察した。その結果、同じがん細胞でも臓器によってその転移巣の形や大きさが異なることのみならず、細胞周期のパターンにも違いがあることを見出した。また、同じ臓器内に存在するがん転移巣の間でも、細胞周期のパターンが異なる場合があることもわかった。次にFUCCIレポーター発現株を用いて抗がん剤の効果を評価した。複数の抗がん剤を評価したが、中でも低濃度の5-FU処理によってがん細胞が緑色を示し、細胞周期がS/G2/M期で停止することがわかった。さらにマウスでの実験肺転移モデルにおいて5-FUを投与すると、転移巣の周辺部が緑色を示し、in vitroと同様にS/G2/M期で停止することが示唆された。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

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 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Malignant subclone drives metastasis of genetically and phenotypically heterogenous cell clusters through fibrotic niche generation2021

    • 著者名/発表者名
      Kok Sau Yee、Oshima Hiroko、Takahashi Kei、Nakayama Mizuho、Murakami Kazuhiro、Ueda Hiroki R.、Miyazono Kohei、Oshima Masanobu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 12 号: 1 ページ: 863-863

    • DOI

      10.1038/s41467-021-21160-0

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protocol for Imaging and Analysis of Mouse Tumor Models with CUBIC Tissue Clearing2020

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kei, Kubota Shimpei I., Ehata Shogo, Ueda Hiroki R., Miyazono Kohei
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 1 号: 3 ページ: 100191-100191

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2020.100191

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 組織透明化によるがん研究の進歩2020

    • 著者名/発表者名
      高橋恵生
    • 学会等名
      第79回日本癌学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 組織透明化手法を用いたがん微小環境の解析2020

    • 著者名/発表者名
      高橋恵生、江幡正悟、宮園浩平
    • 学会等名
      第22回日本がん分子標的治療学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Application of topological data analysis in mouse disease model2020

    • 著者名/発表者名
      Kei Takahashi
    • 学会等名
      JSPS Core-to-Core Program "Establishing International Research Network of Mathematical Oncology"
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 組織透明化技術を用いたがん微小環境の解析2020

    • 著者名/発表者名
      高橋恵生
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Visualization of tumor microenvironment using tissue-clearing technology2019

    • 著者名/発表者名
      Kei Takahashi, Shimpei I Kubota, Shogo Ehata and Kohei Miyazono
    • 学会等名
      第78回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] がん研究における臓器透明化手法の応用2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 恵生
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-06-20  

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