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3次元培養系を利用したがん幹細胞性・薬剤耐性に対する抗がん性高分子の高機能化

研究課題

研究課題/領域番号 21K12684
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関広島大学

研究代表者

高橋 治子  広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (70775767)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード抗がん性高分子 / 3次元in vitroがんモデル / in vitroがんモデル / 抗がん性 / がん幹細胞 / 薬剤耐性がん / がんモデル
研究開始時の研究の概要

本研究は、固形がんの深部まで到達し、既存の抗がん薬では効果が低い幹細胞性・薬剤耐性を獲得したがん細胞に対して高い奏巧性を示す、新しい抗がん性高分子の開発を目的とする。固形がんの深部で眠る幹細胞性・薬剤耐性がん細胞は、長期間潜伏後再発や転移を引き起こすため、これらに対し有効な抗がん剤の開発が喫緊の課題となっている。本研究ではがんの細胞膜を選択的に破壊する膜活性型合成高分子を設計し、がん組織を3次元培養系で再現した「in vitro固形がんモデル」を用いて有効性を評価する。生物界からアイデアを得た分子設計により、固形がん深部の幹細胞性・薬剤抵抗性がんにも有効な新しい抗がん剤の開発に取り組む。

研究成果の概要

本研究は、固形がんの深部に存在しがんの悪性化(転移や再発等)の原因である、幹細胞性・薬剤耐性のがん細胞に対して効果を示す新規抗がん性高分子の開発を目的とした。生体内のHost Defense Peptide(HDP)の物理化学的性質を模倣した膜活性型合成高分子を設計・合成し、特異的な抗がん活性発現する最適な分子構造を同定した。また、がんスフェロイドの周囲にがん間質細胞を配した3次元in vitro固形がんモデルの確立し、本系を用いて抗がん性高分子有効性の評価を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、生体のペプチドを模倣した設計により、固形がんの深部まで到達し、既存の抗がん薬が効かないがん細胞にも有効な新しい抗がん性高分子の開発を行った。本研究期間で、ポリマーデザインの最適化を行うとともに、ポリマーの有効性を評価するため3次元in vitro固形がんモデルを確立し、画像解析技術と組み合わせることで定量的に評価可能なことを実証できた。本研究で開発した抗がん性ポリマーは従来の抗がん薬とは異なり、がん細胞膜に直接作用する高分子ならではの機能により抗がん活性を示すため、次世代の抗がん剤として利用できると期待される。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Michigan(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Biomimetic antimicrobial polymers – Design, characterization, antimicrobial and novel applications2023

    • 著者名/発表者名
      Haruko Takahashi, Iva Sovadinova, Kazuma Yasuhara, Satyavani Vemparala, Gregory A. Caputo, Kenichi Kuroda
    • 雑誌名

      WIREs Nanomedicine & Nanobiotechnology

      巻: 15 号: 3

    • DOI

      10.1002/wnan.1866

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 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] CHRNA1 and its correlated-myogenesis/cell cycle genes are prognosis-related markers of metastatic melanoma2023

    • 著者名/発表者名
      Mohamed Nabil Bakr, Haruko Takahashi, Yutaka Kikuchi
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 33 ページ: 101425-101425

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2023.101425

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Understanding Breast Cancers through Spatial and High-Resolution Visualization Using Imaging Technologies2022

    • 著者名/発表者名
      Haruko Takahashi, Daisuke Kawahara, Yutaka Kikuchi
    • 雑誌名

      Cancers

      巻: 14 号: 17 ページ: 4080-4080

    • DOI

      10.3390/cancers14174080

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3D in vitro co-culture disc for spatiotemporal image analysis of cancer-stromal cell interaction2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Haruko、Kikuchi Yutaka
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 9 号: 12 ページ: 4448-4458

    • DOI

      10.1039/d1bm00629k

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Amphiphilic polymer therapeutics: an alternative platform in the fight against antibiotic resistant bacteria2021

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Haruko、Caputo Gregory A.、Kuroda Kenichi
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 9 号: 8 ページ: 2758-2767

    • DOI

      10.1039/d0bm01865a

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 3次元in vitro培養システムを用いたがん微小環境中の細胞間相互作用の解析2023

    • 著者名/発表者名
      高橋治子
    • 学会等名
      第62回日本生体医工学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthetic anti-cancer polymer therapeutics to target cancer cell membrane2022

    • 著者名/発表者名
      Haruko Takahashi
    • 学会等名
      3rd International Conference on Materials Science & Engineering (Materials2022)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Disc-type 3D in vitro cancer modeling system for spatiotemporal visualization of cell-cell interaction2022

    • 著者名/発表者名
      Haruko Takahashi
    • 学会等名
      2nd International Congress of Asian Oncology Society, Seoul, Korea
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 3D in vitro cancer and stromal cell co-culture disc for spatiotemporal image analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Haruko Takahashi, Yutaka Kikuchi
    • 学会等名
      1st JCA-AACR Precision Cancer Medicine International Conference
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元共培養法によるがん―間葉系細胞間相互作用の時空間画像解析2021

    • 著者名/発表者名
      高橋治子, 菊池裕
    • 学会等名
      第80回日本癌がん学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] 広島大学研究者総覧

    • URL

      https://seeds.office.hiroshima-u.ac.jp/profile/ja.e150a15d1fc27efe520e17560c007669.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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