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2018 年度 実績報告書

転移抑制・制御に向けたがん細胞4次元浸潤力学場のin situ計測システムの開発(国際共同研究強化)

研究課題

研究課題/領域番号 16KK0148
研究機関熊本大学

研究代表者

森田 康之  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (90380534)

研究期間 (年度) 2017 – 2018
キーワードがん / 転移 / 浸潤 / 力学場 / 細胞外マトリックス
研究実績の概要

開発・改良した力学場可視化技術を用い,がん細胞の浸潤力学場計測に成功した.そして,がんスフェロイドから発生する浸潤のHeterogeneityについて,力学的見地から検討した.すなわち,がんスフェロイドのある領域から発生する浸潤先端に着目し,その先端周辺の細胞外マトリックスの力学場解析を行った.また,その先端周囲の細胞外マトリックスの構造解析も同時に行い,がん細胞浸潤時における浸潤力学場と細胞外マトリックスの構造変化の関係性に着目した.実験の結果,がんスフェロイド周囲の細胞外マトリックスの力学場は,初期は収縮・膨張が混在する不安定な様相を呈するが,時間の経過とともに一様に収縮場に移行する.これは,がんスフェロイドを構成するがん細胞が周囲の細胞外マトリックスを手繰り寄せ,周囲のマトリックス濃度を高めていることを示唆している.この傾向は,マトリックスの構造的見地からも観察され,時間の経過とともに,がんスフェロイド周辺のマトリックスの濃度上昇を意味する蛍光強度の増加が見て取れた.特に興味深いのは,がんスフェロイド周辺の細胞外マトリックスは収縮場となることを述べたが,その中でも,収縮度が高い領域,すなわちマトリックスが多く集まる箇所に,細胞の浸潤が進展する挙動が見られた.一方,収縮場を形成しても,マトリックスが集まってこない領域では,がん細胞は浸潤をやめてしまう傾向を示した.まとめると,がん細胞が浸潤する際,周囲のマトリックスに収縮場を形成し,周囲のマトリックスを手繰り寄せるとともに,潤沢なマトリックスが集められた場合のみ,その方向に浸潤を継続するということである.すなわち,がん組織周囲の細胞外マトリックス濃度を意図的に操作することが可能となれば,がん細胞の浸潤を制御できるかもしれないことを示唆している.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of Colorado Boulder(米国)2017

    • 年月日
      2017-09-04 – 2018-08-15
    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of Colorado Boulder
    • 主な海外共同研究者名
      Corey Neu
    • 部局
      Mechanical Engineering
    • 職名
      Associate Professor
  • [雑誌論文] tLyP-1-conjuagted core-shell nanoparticles, Fe3O4@mSiO2, for tumor-targeted drug delivery2019

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, R. Sakurai, T. Wakimoto, K. Kobayashi, B. Xu, Y. Toku, G. Song, Q. Luo and Y. Ju
    • 雑誌名

      Applied Surface Science

      巻: 474 ページ: 17-24

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2018.09.205

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by tumor cell induced EMT2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, T. Yamauchi, Y. Toku, and Y. Ju
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2018 SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics

      巻: - ページ: -

    • 査読あり
  • [学会発表] がん転移における上皮間葉転換ががん細胞の4D浸潤力学場に及ぼす影響の解明2019

    • 著者名/発表者名
      森田康之, 山内崇司, 徳悠葵, 巨陽
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会応力・ひずみ測定部門講演会
  • [学会発表] がん転移における浸潤起点と周辺細胞外基質の変形特性に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      森田康之, 山内崇司, 徳悠葵, 巨陽
    • 学会等名
      日本実験力学会 The 18th Conference on Biomechanics in Niigata
  • [学会発表] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by cancer cell with/without EMT2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita
    • 学会等名
      The 2018 Engineering Workshop in Kumamoto
    • 国際学会
  • [学会発表] DVC measurement of invasive deformation field of ECM generated by tumor cell induced EMT2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Morita, T. Yamauchi, Y. Toku, and Y. Ju
    • 学会等名
      The 2018 SEM Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics
    • 国際学会
  • [学会発表] 異なる細胞外基質弾性率での幹細胞分化過程における力学場計測2018

    • 著者名/発表者名
      森田康之, 山本陵介, 徳悠葵, 巨陽
    • 学会等名
      日本機械学会2018年度年次大会

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公開日: 2019-12-27  

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