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猫マルチオーガンオルガノイドオンチップシステムの確立

研究課題

研究課題/領域番号 22K19241
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分42:獣医学、畜産学およびその関連分野
研究機関東京農工大学

研究代表者

臼井 達哉  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80727652)

研究分担者 大松 勉  東京農工大学, 農学部, 准教授 (60455392)
川野 竜司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90401702)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードオルガノイド / 乳がん / 猫 / オーガンオンチップ
研究開始時の研究の概要

ヒトと同様に猫の高齢化が進むことで治療の機会が増えているが、病態解明につながる研究がほとんど進んでいない。そこで本研究では、猫の正常肺、腸管、肝臓および腎臓オルガノイドを搭載したマイクロ流路デバイスを作製し、猫から分離された新型コロナウイルスを含む様々なウイルスを灌流させることで多臓器への直接的な影響やウイルス遺伝子の増幅や変異パターンの時空間的解析を行い、猫の生体内におけるウイルス感染症に対する制御機構を明らかにすることを目的とする。

研究実績の概要

近年、患者由来の細胞をディッシュ上で三次元的に培養する方法として、オルガノイド培養法が開発された。我々はこれまでの研究活動においてオルガノイドを搭載可能な独自のオーガンオンチップシステムをデザインし、犬のオルガノイドを用いたウイルス灌流実験に使用可能であることを明らかにしたが、猫の複数の異なる臓器由来のオルガノイドを搭載した流路デバイスはいまだに開発されていない。そこで、本研究では、猫の多臓器オルガノイドを搭載したオーガンオンチップシステムを確立し、ウイルス性疾患やがんの相互作用メカニズムを明らかにする。今年度は猫乳がんオルガノイド細胞とマウス腸管オルガノイドを流路デバイスに搭載し、トセラニブの灌流実験を実施した。トセラニブの灌流を行った乳がんオルガノイドではアポトーシスマーカーの上昇が認められた。一方で、マウス腸管オルガノイドではアポトーシスマーカーの上昇は認めれず、ネクローシスマーカーの上昇が認めれた。今後は、灌流後のオルガノイドのRNAシークエンス解析を実施し、より詳細なメカニズムを明らかにするとともに、腸管や心臓細胞を搭載した状態での抗がん剤灌流の評価を行っていく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度は主に下記の項目の実験に進捗がみられた。 猫乳がんオルガノイドとマウス腸管オルガノイドを搭載したオーガンオンチップの確立:猫乳がんオルガノイド細胞とマウス腸管オルガノイドを流路デバイスに搭載し、トセラニブの灌流実験を実施した。トセラニブの灌流を行った乳がんオルガノイドではアポトーシスマーカーの上昇が認められた。一方で、マウス腸管オルガノイドではアポトーシスマーカーの上昇は認めれず、ネクローシスマーカーの上昇が認めれた。これらの結果から、流路デバイスでの抗がん剤の暴露はがん細胞でアポトーシスを誘導するが、正常細胞ではネクローシスを引き起こすことでオルガノイドの生存率を低下させる可能性が示唆された。

今後の研究の推進方策

本年度は主に下記の項目の実験を進める予定である。

灌流後のオルガノイドのシミュレーション解析を実施し、チャンバーの位置による生存率の違いを明らかにするとともに、iPS細胞由来心臓細胞などを搭載した状態で抗がん剤灌流実験を行い、癌細胞と正常細胞への抗がん剤暴露を同時に評価可能なシステムを確立する。

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

    (2件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Development of an anticancer drug sensitivity assessment system using microfluidic devices and feline breast cancer organoids2024

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Y, Takiguchi S, Kawano R, Koiwai K, Omatsu T, Usui T, Sasaki K
    • 学会等名
      World Veterinary Cancer Congress 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ流路デバイスと猫の乳がんオルガノイドを用いた抗がん剤感受性評価システムの開発2023

    • 著者名/発表者名
      小林由季、滝口創太郎、川野竜司、小祝敬一郎 、大松勉、 臼井達哉、佐々木一昭
    • 学会等名
      第166回日本獣医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2024-12-25  

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