マイクロ工学によるがん微小環境モデルの構築

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15F15767
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 松永 行子 (津田行子) 東京大学, 生産技術研究所, 講師 (00533663)
• 研究分担者: PAUTY JORIS 東京大学, 生産技術研究所, 外国人特別研究員
• 研究期間 (年度): 2015-11-09 – 2018-03-31
• キーワード: in vitro model / tissue engineering / vascular biology / cancer

研究実績の概要

本研究ではマイクロ加工技術を用いた三次元の微小血管構造の作製により、血管新生と血管透過性の双方を計測しうる新規な評価系の構築を目的とした。ヒト血管内皮細胞を用いた管腔状の三次元微小血管モデルを構築し、血管新生挙動の再現と血管透過性制御についての有用性について検証を行った。微小血管モデルに血管内皮増殖因子を一定期間添加すると血管内皮細胞がデバイス中のコラーゲンゲル領域へ出芽し新生血管が形成され、抗血管新生薬（VEGFR阻害薬：ソラフェニブおよびスニチニブ）で処理すると血管新生は抑制されることを確認した。蛍光デキストラン分子（70 kDa）を血管内へ導入することにより血管透過性を評価したところ、スニチニブで処理した血管はバリア機能を有するのに対し、ソラフェニブで処理をした血管ではバリア機能が亢進していることを確認した。以上より、開発した微小血管モデルは、血管新生誘導因子および抑制因子に応答能を示し、血管新生および血管透過性の双方を観察可能なモデルとして有用であることが実証された。本研究で検討したスニチニブおよびソラフェニブのように多くの抗血管新生薬は、様々な経路を阻害するマルチキナーゼ阻害薬であり、VEGFの効果を阻害し血管新生を食い止めるだけでなく、副次的に他の作用反応も誘発される。よって今回開発した評価手法は、薬効評以外に、4件の論文（原著論文3件・研究解説1件）としてまとめられ、プレスリリースを行い、日経新聞、World Pharma Newsなどで紹介された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] CNRS/INSERM/Lille Pasteur Institute(France)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: CNRS/INSERM/Lille Pasteur Institute
  • 他の機関数: 1
• [雑誌論文] A vascular endothelial growth factor-dependent sprouting angiogenesis assay based on an in vitro human blood vessel model for the study of anti-angiogenic drugs (2018)
  • 著者名/発表者名: J. Pauty, R. Usuba, I.G. Cheng, L. Hespel, H. Takahashi, K. Kato, M. Kobayashi, H. Nakajima, E. Lee, F. Yger, F. Soncin, Y.T. Matsunaga
  • 雑誌名: EBioMedicine 巻: 27 ページ: 225-236
  • DOI: 10.1016/j.ebiom.2017.12.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 3D in vitro pericyte-supported microvesel model: Visualisation and quantitative characterisation of multistep angiogenesis (2018)
  • 著者名/発表者名: E. Lee, H. Takahashi, J. Pauty, M. Kobayashi, K. Kato, K. Kahara, J. Kawabe, Y.T. Matsunaga
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. B 巻: 6 ページ: 1085-1094
  • DOI: 10.1039/C7TB03239K
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A vascular permeability assay using an in vitro human microvessel model mimicking the inflammatory condition (2017)
  • 著者名/発表者名: J. Pauty, R. Usuba, H. Takahashi, J. Suehiro, K. Fujisawa, K. Yano, T. Nishizawa, Y.T. Matsunaga
  • 雑誌名: Nanotheranostics 巻: 1 ページ: 103-113
  • DOI: 10.7150/ntno.18303
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] An in vitro micro vessel model mimicking the inflammatory condition for evaluation of barrier function (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Usuba, J. Pauty, H. Takahashi, JI Suehiro, Y.T. Matsunaga
  • 雑誌名: Seisan-Kenkyu 巻: 69 ページ: 123-126
  • DOI: 10.11188/seisankenkyu.69.127
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 三次元微小血管チップによる血管新生および血管透過性評価法の提案 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松永行子
  • 学会等名: 心血管代謝週間(CVMW2017)
  • 招待講演
• [学会発表] 血管組織をデザインし組み立てる新技術 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松永行子
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会（conbio2017）
  • 招待講演
• [学会発表] 「細胞で創る」微小血管システム - Microvessel system fabricated from cells- (2017)
  • 著者名/発表者名: 松永行子
  • 学会等名: 「細胞を創る」研究会10.0
  • 招待講演
• [学会発表] 生体組織工学による血管微小環境の見える化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松永行子
  • 学会等名: Tie2・リンパ・血管研究会第3回学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] Bottom-up tissue engineering for building tissue microenvironment (2017)
  • 著者名/発表者名: Y.T. Matsunaga
  • 学会等名: FEBS workshop -Biological Surfaces and Interfaces: Interface Dynamics-
  • 招待講演
• [学会発表] 組織構築による生体現象のみえる化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 松永行子
  • 学会等名: 第17回東京大学生命科学シンポジウム
  • 招待講演
• [図書] 臓器チップの技術と開発動向 監修：酒井康行・金森敏幸 (2018)
  • 著者名/発表者名: 薄葉亮，松永行子
  • 総ページ数: 293
  • 出版者: シーエムシー出版
  • ISBN: 978-4-7813-1325-2
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.matlab.iis.u-tokyo.ac.jp/index.html
• [備考] プレスリリース
  • URL: https://www.iis.u-tokyo.ac.jp/ja/research/archive/2853/
• [備考] Science Daily
  • URL: https://www.sciencedaily.com/releases/2018/01/180130090832.htm
• [備考] World Pharma News
  • URL: http://www.worldpharmanews.com/research/4277-blood-vessel-on-a-chips-show-anti-cancer-drug-effects-in-human-cells