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細胞外マトリクス内のがん細胞の空間的位置や密度が細胞挙動や機能に与える影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K20512
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0403:人間医工学およびその関連分野
研究機関東北大学 (2022)
東京医科歯科大学 (2021)

研究代表者

小林 真子  東北大学, 工学研究科, 助教 (70908912)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード細胞外マトリクス / がん / 脱細胞化組織 / 3Dバイオプリンティング / サポートバス / 脱細胞化生体組織
研究開始時の研究の概要

がんの浸潤・転移の機序解明にあたって、近年、がん細胞の浸潤・転移しやすい環境であるがん微小環境を生体外で3D構築する研究が進められている。3Dのがん微小環境を構築するためには、生体組織に近い構成成分を有する細胞外マトリクス中でがん細胞を培養し、その挙動を変化させる要素を探索する必要がある。本研究では、細胞外マトリクス内のがん細胞の空間的位置や密度の観点から、がん微小環境の形成を明らかにすることを目的として、生体組織由来の細胞外マトリクスである脱細胞化組織由来ヒドロゲル中に3Dバイオプリンターを用いて様々な配置・密度条件でがん細胞を播種し、細胞形態や増殖・浸潤への影響を評価する。

研究成果の概要

本研究では、がん細胞にとって生体組織により近い細胞外マトリクス環境を提供できれば生体様がん微小環境を再現できるのではないかとの発想のもと、その実現に向けた条件探索のために、生体組織由来の細胞外マトリクスである脱細胞化組織由来ゲル(dECMゲル)を材料として、3Dバイオプリンターでがん細胞を3次元に配置し、細胞挙動や機能発現を評価することを目的とした。異なる脱細胞化法や組織により種々の特性を有するdECMゲルが作製でき、これらががん細胞の増殖や進展に影響を与えることが示唆された。また、細胞含有dECMゲルの3D印刷の条件検討を行い、dECMを用いた3Dがん組織モデル設計に必要な要素探索を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、がんは日本人の死因第1位である。しかしながら、がんの浸潤・転移の機序については未解明な点が多く、治療法確立に至っていない。本研究により、生体組織由来の細胞外マトリクスである脱細胞化組織由来ゲルががん細胞挙動に与える影響や3Dバイオプリンティングでの3D構造体の作製条件についての検討が進み、3Dがん組織モデルを構築するために必要な要素を提案することができた。また、本研究成果で得られた知見は、がん微小環境の構築に関与するがん細胞挙動の解明につながり、がんの浸潤・転移の機序解明や治療法開発の一助になることが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogel (FRESH) 3D bioprinting using Decellularized Extracellular Matrix (dECM) powder based bio-ink.2023

    • 著者名/発表者名
      Lucas COLLET, Mako Kobayashi, Masaya Yamamoto
    • 学会等名
      TOHOKU University 2022-2023 FALL Semester JYPE & COLABS
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Factors contributing to the functionality of decellularized tissues.2023

    • 著者名/発表者名
      Mako Kobayashi
    • 学会等名
      JSPS-NRF Bilateral Program Mini-Symposium on Advanced Biomaterials for Tissue Engineering, and Tissue Synthesis and Manipulation
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 脱細胞化脳・胎盤由来 マトリクス結合型ナノベシクル(MBV)の 抽出と神経機能修復への効果検討2023

    • 著者名/発表者名
      小林真子, 石田直樹, 橋本良秀, 根岸淳, 佐々木善浩, 秋吉一成, 山本雅哉, 木村剛, 岸田晶夫
    • 学会等名
      第35回代用臓器・再生医学研究会総会 日本バイオマテリアル学会北海道ブロック第7回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 種々の脱細胞化組織由来マトリクス結合型ナノベシクルの評価2022

    • 著者名/発表者名
      小林真子, 橋本良秀, 根岸淳, 嵯峨秀樹, 佐々木善浩, 秋吉一成, 木村剛, 岸田晶夫
    • 学会等名
      令和3年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • 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] The effects of matrix-bound nanovesicles (MBVs) derived from high-hydrostatic pressure decellularized tissues on neural regeneration.2022

    • 著者名/発表者名
      Mako Kobayashi, Naoki Ishida, Yoshihide Hashimoto, Jun Negish, Hideki Saga, Takehiro Iwanaga, Yoshihiro Sasaki, Kazunari Akiyoshi, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida
    • 学会等名
      TERMIS AP 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高静水圧法により作製した脱細胞化組織由来マトリクス結合型ナノベシクル(MBVs)の神経再生への機能評価2022

    • 著者名/発表者名
      小林真子, 石田直樹, 橋本良秀, 根岸淳, 嵯峨秀樹, 佐々木善浩, 秋吉一成, 木村剛, 岸田晶夫
    • 学会等名
      第9回日本細胞外小胞学会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The effect of decellularized tissue-derived hydrogels on cancer cell behavior.2022

    • 著者名/発表者名
      Mako Kobayashi, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida, Masaya Yamamoto
    • 学会等名
      The 7th International Symposium on Biomedical Engineering (ISBE2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 種々の脱細胞化組織由来マトリクス結合型ナノベシクル(MBV)の神経再生への効果2022

    • 著者名/発表者名
      小林真子, 石田直樹, 橋本良秀, 根岸淳, 嵯峨秀樹, 佐々木善浩, 秋吉一成, 山本雅哉, 木村剛, 岸田晶夫
    • 学会等名
      第12回DDS再生医療研究会・第14回多血小板血漿(PRP)療法研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高静水圧法により作製した種々の脱細胞化組織由来マトリクス結合型ナノベシクルの評価2021

    • 著者名/発表者名
      小林真子, 石田直樹, 橋本良秀, 根岸淳, 嵯峨秀樹, 佐々木善浩, 秋吉一成, 木村剛, 岸田晶夫
    • 学会等名
      第8回日本細胞外小胞学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Extraction of matrix-bound nanovesicles (MBVs) from high-hydrostatic pressure decellularized tissue and evaluation on vascular endothelial cells2021

    • 著者名/発表者名
      Mako Kobayashi, Naoki Ishida, Yoshihide Hashimoto, Jun Negishi, Hideki Saga, Yoshihiro Sasaki, Kazunari Akiyoshi, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida
    • 学会等名
      TERMIS-2021(Tissue Engineering and Regenerative Medicine International Society-World Congress2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The evaluation of matrix-bound nanovesicles (MBVs) derived from various high-hydrostatic pressure decellularized tissues2021

    • 著者名/発表者名
      Mako Kobayashi, Yoshihide Hashimoto, Jun Negishi, Hideki Saga, Yoshihiro Sasaki, Kazunari Akiyoshi, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida
    • 学会等名
      第43回日本バイオマテリアル学会大会 第8回アジアバイオマテリアル学会 併催
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

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