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マイクロ流体デバイスを用いた血中循環がん細胞クラスター抽出法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21690
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分57:口腔科学およびその関連分野
研究機関愛知医科大学 (2021-2022)
松本歯科大学 (2020)

研究代表者

各務 秀明  愛知医科大学, 医学部, 教授 (80242866)

研究分担者 住田 吉慶  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(歯学系), 教授 (50456654)
李 憲起  松本歯科大学, 歯学部, 准教授 (60350831)
研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード血中循環腫瘍細胞 / 決定論的横置換法 / 自発的スフェロイド / 腫瘍幹細胞 / リキッドバイオプシー / テーラーメイド医療 / スフェロイド / マイクロデバイス / 細胞分離技術 / マイクロ流体デバイス / 血中循環がん細胞 / 薬剤感受性試験
研究開始時の研究の概要

悪性腫瘍患者の血液中には腫瘍細胞が存在することが知られているが,その頻度はわずかであり,効率的な抽出は困難であった.本研究では,マイクロ流体デバイスと効率的な幹細胞の培養法である自発的スフェロイド培養法を用いて,血中のわずかな腫瘍細胞を効率的に増幅し,解析に必要な腫瘍幹細胞を得る.本研究の成果によって,腫瘍の転移機序解明のみならず,患者毎に最適化された薬剤の選択など,治療への応用も期待される.

研究成果の概要

血中循環腫瘍細胞(CTC)の解析は,遺伝子発現のみでは判断できない個別の腫瘍に対する治療薬の選定に有用である.しかしながら,その頻度は血液10ml中に数個程度とされ,簡便で効率的な抽出は困難であった.本研究では、「決定論的横置換法(DLD)」を応用したマイクロ流体デバイスを用いて,一定以上の大きさを持つCTC細胞塊の効率的な抽出法について検討した。次に、得られた細胞塊から自発的スフェロイドを形成し、遺伝子発現解析を行った。DLDによって細胞塊を含む分画を濃縮することは可能であり、得られた細胞から形成されたスフェロイドは、幹細胞マーカーと血管新生、移動に関わる遺伝子群の発現が上昇していた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腫瘍細胞クラスターの分離についてはまだ研究が始められたばかりであり、リキッドバイオプシーによって得られるCTCはわずかであるため,これまでの方法では十分ではない。また、腫瘍から樹立された細胞株による検討では特定の腫瘍に対する薬剤感受性を判断することは難しく,患者本人の腫瘍を評価する重要性が指示されている.本研究ではマイクロデバイスと幹細胞研究で開発された自発的スフェロイド培養法を応用することで,効率的に腫瘍幹細胞を抽出することが可能であった. 今回の研究は,個別腫瘍に対する薬剤の最適化や、転移能の高い腫瘍への効率的な治療法選択につながることが期待される.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 6件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A Clinical Study of Alveolar Bone Tissue Engineering Using Autologous Bone Marrow Stromal Cells: Effect of Optimized Cell-Processing Protocol on Efficacy2022

    • 著者名/発表者名
      Kagami Hideaki、Inoue Minoru、Agata Hideki、Asahina Izumi、Nagamura-Inoue Tokiko、Taguri Masataka、Tojo Arinobu
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Medicine

      巻: 11 号: 24 ページ: 7328-7328

    • DOI

      10.3390/jcm11247328

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tissue Engineering with Compact Bone-Derived Cell Spheroids Enables Bone Formation around Transplanted Tooth2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Nahomi、Li Xianqi、Uchikawa-Kitaya Eri、Li Ni、Dong Hongwei、Chen Kai、Yoshizawa Michiko、Kagami Hideaki
    • 雑誌名

      Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: 19 号: 2 ページ: 377-387

    • DOI

      10.1007/s13770-021-00423-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tissue Engineering with Compact Bone-derived Cell-spheroids Enables Bone Formation around Transplanted Tooth.2022

    • 著者名/発表者名
      Nahomi Matsumura, Xianqi Li, Eri Uchikawa-Kitaya, Ni Li, Hongwei Dong, Kai Chen, Michiko Yoshizawa, Hideaki Kagami
    • 雑誌名

      Tissue Eng Reg Med

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Cryopreserved spontaneous spheroids from compact bone-derived cells as potential ready-to-use products for bone tissue engineering.2021

    • 著者名/発表者名
      Dong H, Li X, Chen K, Li N, Kagami H
    • 雑誌名

      Tissue Eng Part C Methods.

      巻: 27 号: 4 ページ: 253-263

    • DOI

      10.1089/ten.tec.2021.0001

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of TNF-α and IL-6 on Compact Bone-Derived Cells2021

    • 著者名/発表者名
      Zhang Yiming、Li Xianqi、Chihara Takahiro、Dong Hongwei、Kagami Hideaki
    • 雑誌名

      Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: 18 号: 3 ページ: 441-451

    • DOI

      10.1007/s13770-021-00336-1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Clinical Outcome and 8-Year Follow-Up of Alveolar Bone Tissue Engineering for Severely Atrophic Alveolar Bone Using Autologous Bone Marrow Stromal Cells with Platelet-Rich Plasma and β-Tricalcium Phosphate Granules.2021

    • 著者名/発表者名
      Asahina I, Kagami H, Agata H, Honda MJ, Sumita Y, Inoue M, Nagamura-Inoue T, Tojo A
    • 雑誌名

      J Clin Med.

      巻: 10 号: 22 ページ: 5231-5231

    • DOI

      10.3390/jcm10225231

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryopreserved spontaneous spheroids from compact bone-derived mesenchymal stromal cells for bone tissue engineering.2021

    • 著者名/発表者名
      Hongwei Dong, Xianqi Li, Kai Chen, Ni Li, Hideaki Kagami
    • 雑誌名

      Tissue Engineering Part C

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of TNF-alfa and IL-6 on compact bone-derived cells2021

    • 著者名/発表者名
      Yiming Zhang, Xianqi Li, Takahiro Chihara, Hongwei Dong, Hideaki Kagami
    • 雑誌名

      Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tooth transplantation with a β‐tricalcium phosphate scaffold accelerates bone formation and periodontal tissue regeneration2021

    • 著者名/発表者名
      Uchikawa Eri、Yoshizawa Michiko、Li Xianqi、Matsumura Nahomi、Li Ni、Chen Kai、Kagami Hideaki
    • 雑誌名

      Oral Diseases

      巻: 27 号: 5 ページ: 1226-1237

    • DOI

      10.1111/odi.13634

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of short-term betamethasone administration on the regeneration process of tissue-engineered bone2021

    • 著者名/発表者名
      Chihara T, Zhang Y, Li X, Shinohara A, Kagami H.
    • 雑誌名

      Histol Histopathol .

      巻: 35 ページ: 709-717

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 臍帯由来細胞により形成された自発的スフェロイドにおける炎症性サイトカインの発現抑制2022

    • 著者名/発表者名
      李 憲起, 栗原 祐史, 芳澤 享子, 各務 秀明
    • 学会等名
      第76回 NPO法人日本口腔科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新規細胞接着制御樹脂コートディッシュを用いて作製された自発的幹細胞スフェロイドの特性2022

    • 著者名/発表者名
      各務秀明,李憲起,李二,浅井太郎、馬場航希、高橋洸洋 、荻原 直人
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 新規細胞接着制御樹脂コートディッシュを用いた自発的幹細胞スフェロイドの形成法2022

    • 著者名/発表者名
      浅井太郎,馬場航希,高橋洸洋,荻原直人、李憲起,各務秀明
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規細胞接着制御樹脂コートディッシュを用いて作製された自発的幹細胞スフェロイドの特性2022

    • 著者名/発表者名
      各務秀明,李憲起,李に,浅井太郎、馬場航希 、高橋洸洋、荻原 直人
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規細胞接着制御樹脂を用いた自発的幹細胞スフェロイドの形成法2021

    • 著者名/発表者名
      浅井太郎,馬場航希,高橋洸洋,荻原直人、李憲起,各務秀明
    • 学会等名
      第34回日本動物実験代償法学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 閉鎖型自動培養装置を用いた歯槽骨再生の臨床研究2020

    • 著者名/発表者名
      各務秀明
    • 学会等名
      第65回日本口腔外科学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] インプラントにおける再生医療2020

    • 著者名/発表者名
      各務秀明
    • 学会等名
      NPO法人歯科放射線学会第1回秋季学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] CT画像と画像解析ソフトウエアを用いた再生骨の評価2020

    • 著者名/発表者名
      各務秀明,植田章夫,下地茂弘,高田匡基,井上実,李憲起,田口明
    • 学会等名
      第50回口腔インプラント学会記念学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] コーンビームCTを用いた再生骨評価法の検討2020

    • 著者名/発表者名
      各務秀明,植田章夫,李憲起,篠原淳
    • 学会等名
      第24回日本顎顔面インプラント学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-12-25  

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