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2017 年度 実績報告書

上皮間葉遷移現象の定量的・生理適合的評価を実現する革新的培養系の開発と展開

研究課題

研究課題/領域番号 15H03831
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

中西 淳  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, グループリーダー (60360608)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード細胞移動 / 上皮間葉転換 / がん / ケージド化合物 / メカノバイオロジー
研究実績の概要

上皮間葉遷移(EMT)はがん細胞の悪性化のキーステップであるが,細胞移動挙動の「質的な」変化のために,その定量性・生理適合性を満たした決定的な評価系が未開発であった。本研究は,申請者が進めてきた光応答基板による細胞集団の規格化とスイッチング機能を活かしたEMT現象の定量的・ハイスループット評価系や,生体組織の力学特性やがん浸潤時の環境変化を模倣した生理適合的EMT評価系を開発することを目的としている。本年度は,先に開発した評価系としての有用性を実証しつつ,がん浸潤時の環境変化を模倣する培養系の開発を行う。
計算科学に基づくEMT定量化法の開発については,粒子画像流速測定法で求めた細胞の流動場の相関関数から細胞の集団性の指標値λを定義した。このλ値は,EMT誘導薬(TGFβ)の濃度依存的に変化し,さらに生化学的に求めたEMTマーカーの発現ともよく対応していた。また,EMT阻害剤2種類について,λ値を指標にその阻害効果を定量化できることも確認した。以上より,本手法が無染色かつ特別な材料を要さずにEMTを簡便に定量化できる手法であることを示すことができた。
また,ハイスループット化に関する検討についても,2-ニトロベンジル基のベンジル位を従来のメチル基からtert-butyl基に変えた新規分子を用いることで,光分解速度が5倍速まったために,細胞内で発生する活性酸素の量がほぼ無視できるレベルまでに抑えられるようになった。事実,細胞移動活性に対する影響も低下していた。これにより,直接細胞に光を暴露することも可能なハイスループットなEMT評価基材であることを確認できた。
また,コラーゲン表面を光機能化する分子の合成に成功した。現在,これを用いたがん細胞の浸潤時の環境変化を模倣する培養系の開発を進めている。

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

    (9件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Photoactivatable substrates for systematic study of the impact of an extracellular matrix ligand on appearance of leader cells in collective cell migration2018

    • 著者名/発表者名
      S. A. Abdellatef and J. Nakanishi
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 169 ページ: 72-84

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2018.03.045

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoactivatable Substrates: A Material-based Approach for Dissecting Cell Migration2017

    • 著者名/発表者名
      J. Nakanishi
    • 雑誌名

      The Chemical Records

      巻: 17 ページ: 611-621

    • DOI

      10.1002/tcr.201600090

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of Myogenic Differentiation of Mammalian Cells Caused by Fluidity of a Liquid-Liquid Interface2017

    • 著者名/発表者名
      K. Minami, T. Mori, W. Nakanishi, N. Shigi, J. Nakanishi, J. P. Hill, M. Komiyama, and K. Ariga
    • 雑誌名

      ACS Applied Materials and Interfaces

      巻: 9 ページ: 30553-30560

    • DOI

      10.1021/acsami.7b11445

    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞移動現象のアクティブウォッチング2018

    • 著者名/発表者名
      中西淳
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 表面の接着性に応じた細胞移動挙動を分析するための光応答基板の開発2017

    • 著者名/発表者名
      中西淳,山口和夫
    • 学会等名
      第77回分析化学討論会
  • [学会発表] 上皮間葉転換の阻害剤スクリーニングに向けた数理解析に基づく細胞集団性の定量化法2017

    • 著者名/発表者名
      深山達也,菅原道子,野々村真紀子,中西淳
    • 学会等名
      分析化学会第66年会
  • [学会発表] 細胞集団移動の基質依存性の分析に用いる表面化学,力学特性が制御された光応答基板の開発2017

    • 著者名/発表者名
      岡田佳,山本翔太,山口和夫,佐々木直樹,中西淳
    • 学会等名
      分析化学会第66年会
  • [学会発表] 材料を用いる細胞メカノバイオロジーのアクティブウォッティング2017

    • 著者名/発表者名
      中西淳
    • 学会等名
      分析化学会第66年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞集団移動を探究するための光応答基板2017

    • 著者名/発表者名
      中西淳
    • 学会等名
      細胞を創る会10.0
    • 招待講演

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公開日: 2018-12-17  

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