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単一細胞の多重イメージング解析による薬剤耐性細胞の発現予測

研究課題

研究課題/領域番号 22K06602
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47030:薬系衛生および生物化学関連
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

田邊 賢司  東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (80423341)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード薬剤耐性細胞 / 画像解析 / 一細胞解析 / イメージング解析 / 多重染色
研究開始時の研究の概要

これまでに多くの抗がん剤が開発され、臨床の場で高い成果をあげてきた。一方、薬剤耐性細胞の発現ががんの完全寛解に向けた大きな障壁となっている。耐性細胞がどのような細胞から発現するかは明らかになっておらず、仮にその予測が可能となれば耐性獲得の詳細な分子機構解明とがんの完全寛解につながると期待される。本研究では、申請者が構築した細胞イメージング解析による表現型の定量評価法と、繰り返し蛍光免疫染色による多重染色画像を組み合わせ、1)個々の細胞を多重イメージング解析で定量評価し、2)将来薬剤耐性細胞となる細胞の特徴を明らかにし、耐性細胞の予測可能性を検証する。

研究実績の概要

均質な細胞集団であっても外部刺激に対する応答は一様とはならず、細胞ごとに大きなばらつきが認められる。細胞の薬剤耐性獲得もそのようなばらつきの一つであり、薬剤応答における細胞のばらつきを生み出す機構の解明は医学的にも重要といえる。本研究では、均質な細胞集団から薬剤耐性細胞が現れる機構の解明を目指し、多重免疫染色を用いて細胞一つ一つのプロファイリングを行う。得られたプロファイリングと薬剤に対する細胞応答の関連性を解析することで、最終的には耐性細胞発現の予測を試みる。薬剤添加前後の細胞に対し、繰り返し免疫染色を用いて同一細胞における数十種類の細胞内分子を可視化し、その細胞画像を取得する。得られた画像から細胞内分子の発現量や細胞内局在を定量化し、細胞をプロファイリングする。細胞のプロファイリングに必要な手技は確立し、一連の染色および解析を進めたが、当初計画していた阻害剤と細胞株の組み合わせの場合、薬剤効果に長期の時間がかかるため、得られるプロファイリングと細胞応答の関連性を掴むことが難しいことが判明した。そこで今年度は他の阻害剤、細胞株に変更し、検討を進めた。その結果、当初予定していた実験系では数日から2週間程度かかっていた実験系を半日程度に短縮することができた。ただし実験系の変更に伴ってプロファイリングに用いる抗体に大幅な変更が生じたため、材料の条件検討を順次進めた。現在も条件検討が多少残されているものの、今後の実験・解析は支障なく進められると考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

実験系自体は完成しているものの、当初予定していた薬剤、細胞株を用いた場合、耐性細胞の発現までに数日から1週間を要し、同時に細胞株自体の運動能が高いために細胞の形態や特徴が大きく変化してしまう。そのため、材料自体を大きく変更し、他の薬剤、細胞株を用いることで問題を解決した。しかし、これらの変更に伴って細胞の特徴づけに用いる抗体が大きく変更されるため、多重免疫染色への条件検討をやり直す必要が生じている。これらの条件検討が終了次第、実験を再開する。

今後の研究の推進方策

抗体の条件検討が終了次第、実験を再開する。実験材料(薬剤・細胞株)の変更によって大幅な時間短縮が可能になるため、より詳細な経時変化を解析できると考えられる。変更によって計画の遅れは生じたものの、より信頼性の高い成果が得られるものと期待される。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] A multi-institutional study found a possible role of anti-nephrin antibodies in post-transplant focal segmental glomerulosclerosis recurrence2024

    • 著者名/発表者名
      Shirai Yoko、Miura Kenichiro、Ishizuka Kiyonobu、Ando Taro、Kanda Shoichiro、Hashimoto Junya、Hamasaki Yuko、Hotta Kiyohiko、Ito Naoko、Honda Kazuho、Tanabe Kenji、Takano Tomoko、Hattori Motoshi
    • 雑誌名

      Kidney International

      巻: 105 号: 3 ページ: 608-617

    • DOI

      10.1016/j.kint.2023.11.022

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Image-based phenotypic profiling of a chemogenomic screening library identifies novel targets of known inhibitors.2023

    • 著者名/発表者名
      Kenji Tanabe
    • 学会等名
      AACR annual meeting 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Image-based phenotypic profiling of a chemogenomic screening library identifies novel druggable targets in the EGFR-pathway2022

    • 著者名/発表者名
      Kenji Tanabe
    • 学会等名
      Cell Bio 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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