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2018 年度 実績報告書

がん-免疫細胞の相互作用を評価可能な灌流培養型腫瘍-間質3次元組織の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H02099
研究機関大阪大学

研究代表者

松崎 典弥  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00419467)

研究分担者 井上 正宏  京都大学, 医学研究科, 特定教授 (10342990)
西原 広史  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 特任教授 (50322805)
狩野 光伸  岡山大学, ヘルスシステム統合科学研究科, 教授 (80447383)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード三次元組織 / 腫瘍 / 間質 / 灌流培養
研究実績の概要

平成30年度は、以下の3点に取り組んだ。
i-3) 免疫細胞と毛細管を有する腫瘍-間質3次元組織体の構築と組織学的評価:細胞集積法により、CTOSと脈管を有する腫瘍-間質組織体が構築できた。HUVECの代わりに皮膚微小血管内皮細胞を用いても脈管構造が作製できた。構築した組織体に抗がん剤を暴露した時の細胞数の変化や膜タンパク質の発現量が変化することを見出した。また、末梢血由来単球から分化誘導した樹状細胞を共培養した。樹状細胞との共培養により、CTOSの構造が一部変化する様子が観察された。また、樹状細胞との共培養後に抗がん剤を暴露すると、CTOSの生存率が低下する傾向が観察された。今後、詳細に評価する予定である。
ii-2) 小血管を有する腫瘍-間質3次元組織体の構築と組織学的評価:ジェランガムを犠牲剤として用いることで、CTOS存在化でも小血管構造を作製できた。組織学的評価また共焦点レーザー顕微鏡観察より、内皮細胞の均一な被覆が確認された。また、ヒト全血を毛細血管の流速の3倍以上の速度で灌流しても小血管構造は安定に維持されることを見出した。さらに、蛍光ラベル化デキストランを灌流することで、内皮細胞の被覆が無い場合は経時的な外部への拡散が観察されたが、内皮細胞の被覆ではバリア性により抑制されることが分かった。
iii-1) 再構築腫瘍-間質組織のがん免疫細胞の相互作用評価;末梢血由来単球から分化誘導した樹状細胞を組織体に導入した。CTOSと樹状細胞の相互作用が連続的に起こることを見出した。培養皿上の2次元培養では連続的な相互作用は観察されなかった。より詳細な相互作用の解析は、免疫染色や共焦点レーザー顕微鏡観察により検討中である。

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

本年度も計画通り研究を進めることができた。

今後の研究の推進方策

最終年度となる次年度は、構築した灌流培養システムを用いた腫瘍血管構造の解析とがん転移挙動の再現に取り組む。
ii-3) 灌流により血管へ侵入したがん細胞を回収し、表面マーカーの発現や遺伝子発現の変化を評価する。また、転移過程における上皮-間葉転移をE-カドヘリンの免疫染色により解析する。

iii-2) 構築した3次元腫瘍-間質組織体を抗がん剤感受性試験へ応用する。CTOS-間質組織の細胞割合や間質コラーゲン量の割合を変えた時に抗がん剤抵抗性がどのように変化するか明らかにする。また、抗がん剤だけでなく分子標的薬も併用した際の相乗効果を本組織で評価できるか検討する。

  • 研究成果

    (26件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 7件、 査読あり 11件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (2件)

  • [国際共同研究] Aveiro University(ポルトガル)

    • 国名
      ポルトガル
    • 外国機関名
      Aveiro University
  • [国際共同研究] Bristol University/Leeds University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Bristol University/Leeds University
  • [国際共同研究] Paris-Sud University(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      Paris-Sud University
  • [国際共同研究] POSTEC/Hanyang University/Yonsei University(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      POSTEC/Hanyang University/Yonsei University
  • [雑誌論文] In vitro placenta barrier model using primary human trophoblasts, underlying connective tissue and vascular endothelium2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiguchi Akihiro、Gilmore Catherine、Sood Aman、Matsusaki Michiya、Collett Gavin、Tannetta Dionne、Sargent Ian L.、McGarvey Jennifer、Halemani Nagaraj D.、Hanley Jon、Day Fiona、Grant Simon、Murdoch-Davis Catherine、Kemp Helena、Verkade Paul、Aplin John D.、Akashi Mitsuru、Case C Patrick
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 192 ページ: 140~148

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.08.025

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Pancreatic stellate cells derived from human pancreatic cancer demonstrate aberrant SPARC-dependent ECM remodeling in 3D engineered fibrotic tissue of clinically relevant thickness2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Hiroyoshi Y.、Kitahara Kentaro、Sasaki Naoki、Nakao Natsumi、Sato Kae、Narita Hirokazu、Shimoda Hiroshi、Matsusaki Michiya、Nishihara Hiroshi、Masamune Atsushi、Kano Mitsunobu R.
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 192 ページ: 355~367

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.11.023

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 3D collagen microfibers stimulate the functionality of preadipocytes and maintain the phenotype of mature adipocytes for long term cultures2019

    • 著者名/発表者名
      Louis Fiona、Kitano Shiro、Mano Joao F.、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 84 ページ: 194~207

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.actbio.2018.11.048

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of Perfusable Pseudo Blood Vessels by Controlling Sol-Gel Transition of Gellan Gum Templates2019

    • 著者名/発表者名
      Matsusaki Michiya、Ikeguchi Haruki、Kubo Chihiro、Sato Hisako、Kuramochi Yuzuru、Takagi Daisuke
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      DOI: 10.1021/acsbiomaterials.8b01272

    • 査読あり
  • [雑誌論文] One-step delivery of a functional multi-layered cell sheet using a thermally expandable hydrogel with controlled presentation of cell adhesive proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Lee Yu Bin、Lee Joong-yup、Byun Hayeon、Ahmad Taufiq、Akashi Mitsuru、Matsusaki Michiya、Shin Heungsoo
    • 雑誌名

      Biofabrication

      巻: 10 ページ: 025001~025001

    • DOI

      https://doi.org/10.1088/1758-5090/aa9d43

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Vascular Endothelial Growth Factor Incorporated Multilayer Film Induces Preangiogenesis in Endothelial Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Choi Daheui、Komeda Misaki、Heo Jiwoong、Hong Jinkee、Matsusaki Michiya、Akashi Mitsuru
    • 雑誌名

      ACS Biomaterials Science & Engineering

      巻: 4 ページ: 1833-1842

    • DOI

      DOI: 10.1021/acsbiomaterials.8b00100

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Seeing Elastin: A Near-Infrared Zwitterionic Fluorescent Probe for In Vivo Elastin Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Su Dongdong、Teoh Chai Lean、Park Sung-Jin、Kim Jong-Jin、Samanta Animesh、Bi Renzhe、Dinish U.S.、Olivo Malini、Piantino Marie、Louis Fiona、Matsusaki Michiya、Kim Seong Soon、Bae Myung Ae、Chang Young-Tae
    • 雑誌名

      Chem

      巻: 4 ページ: 1128~1138

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.chempr.2018.02.016

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fabrication of engineered tubular tissue for small blood vessels via three-dimensional cellular assembly and organization ex vivo2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda Taisuke、Ukiki Mitsuhiro、Yamagishi Yuka、Matsusaki Michiya、Akashi Mitsuru、Yokoyama Utako、Arai Fumihito
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology

      巻: 276-277 ページ: 46~53

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2018.04.003

    • 査読あり
  • [雑誌論文] In vitro 3D blood/lymph-vascularized human stromal tissues for preclinical assays of cancer metastasis2018

    • 著者名/発表者名
      Nishiguchi Akihiro、Matsusaki Michiya、Kano Mitsunobu R.、Nishihara Hiroshi、Okano Daisuke、Asano Yoshiya、Shimoda Hiroshi、Kishimoto Satoko、Iwai Soichi、Akashi Mitsuru
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 179 ページ: 144~155

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2018.06.019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multicellular spheroid based on a triple co-culture: A novel 3D model to mimic pancreatic tumor complexity2018

    • 著者名/発表者名
      Lazzari Gianpiero、Nicolas Valerie、Matsusaki Michiya、Akashi Mitsuru、Couvreur Patrick、Mura Simona
    • 雑誌名

      Acta Biomaterialia

      巻: 78 ページ: 296~307

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.actbio.2018.08.008

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bioinspired multilayer membranes as potential adhesive patches for skin wound healing2018

    • 著者名/発表者名
      Sousa Maria P.、Neto Ana I.、Correia Tiago R.、Miguel Sonia P.、Matsusaki Michiya、Correia Ilidio J.、Mano Joao F.
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 6 ページ: 1962~1975

    • DOI

      doi: 10.1039/c8bm00319j

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Cell-interactive nano/micro biomaterials for biomedical applications2018

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      ICAPPP2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nano/micro-biomaterials for biofabrication of in vitro human tissue models2018

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      CHEM2NATURE
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nano/micro-biomaterials for in vitro construction of human tissue models2018

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      ENGE2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Assembly of nano/micro-biomaterials and cells to construct in vitro 3D-tissues2018

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      TJK2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Cell encapsulation by nanofilms for in vitro construction of 3D-tissue models2018

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      TERMIS-World 2018
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Sustainable Polymer Composites and Nanocomposites2019

    • 著者名/発表者名
      Cedric Delattre, Fiona Louis, Mitsuru Akashi, Michiya Matsusaki, Philippe Michaud, Guillaume Pierre
    • 総ページ数
      1440
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-3-030-05399-4
  • [図書] 再生医療・創薬のための3次元細胞培養技術2018

    • 著者名/発表者名
      松崎典弥, 高木大輔,瀬尾 学,宮川 繁,澤 芳樹,明石 満
    • 総ページ数
      203
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • ISBN
      978-4-7813-1330-6
  • [図書] 臓器チップの技術と開発動向2018

    • 著者名/発表者名
      松崎典弥
    • 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] 有機工業化学領域

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~akashi-lab/

  • [産業財産権] 細胞外マトリックス含有組成物、三次元組織体形成用仮足場材及び三次元組織体形成剤2018

    • 発明者名
      松崎典弥・北野史朗・入江新司
    • 権利者名
      松崎典弥・北野史朗・入江新司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-087321
  • [産業財産権] 細胞外マトリックス含有組成物及びその製造方法、並びに三次元組織体、三次元組織体形成剤2018

    • 発明者名
      松崎典弥・北野史朗・入江新司
    • 権利者名
      松崎典弥・北野史朗・入江新司
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-087326

URL: 

公開日: 2019-12-27  

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