研究課題
本研究の目的は、ヒト膵癌由来オルガノイドモデルを用いてin vitroにおける基底膜を再現し、膵星細胞による基底膜の破壊から、膵癌細胞が周囲間質へ浸潤していく一連の機序を解明することとし、さらに浸潤部における基底膜が果たす役割を解明し、膵星細胞やその基底膜破壊能の制御により、新たな微小環境標的膵癌治療を開発することである。ヒト膵癌組織から樹立した膵癌オルガノイドと膵星細胞を用いた3次元共培養モデルをタイムラプスイメージングでリアルタイムに観察すると、膵星細胞が接触した場所から基底膜の破壊がおこり、膵癌細胞が浸潤していく様子が確認された。さらに基底膜破壊に関与するとされているMMP2またはMT1-MMPは膵星細胞で発現しており、それぞれの発現をノックダウンすると、オルガノイドの基底膜破壊、癌細胞浸潤は抑制され、管腔構造が維持させた。そこで、in vivo においても、MMP2またはMT1-MMPをノックダウンした膵星細胞を膵癌オルガノイドと共にマウスへ同所移植したモデルを作製し、腫瘍増生および浸潤能を評価したところ、有意に腫瘍増生および浸潤能が低下した。また、in vitroにおいて樹立したオルガノイドとリーディング膵星細胞との3次元共培養で得られる細胞外マトリックスの質的・量的特徴の変化と基底膜破壊との関連について検討したところ、細胞外マトリックス成分としてラミニンやコラーゲンIVといった基底膜マトリックスゲルよりもコラーゲンIゲルを用いた方がより浸潤能が増加し、共焦点顕微鏡を用いてコラーゲン線維配列の変化が確認できた。
3: やや遅れている
樹立したオルガノイドとMMP2またはMT1-MMPノックアウト膵星細胞のマウスへの共移植腫瘍モデルの作成よる基底膜破壊および浸潤能の抑制がin vivoにおいて確認できたが、in vitroにおける基底膜破壊を誘導・抑制する細胞外マトリックスの質的特徴・量的特徴パターンを同定にやや難渋しているため。
膵癌オルガノイドと膵星細胞を用いて共培養スフェロイドモデルを作製し細胞間接着を密にした状態で共培養を行い、よりleading cellとしての膵星細胞の機能および細胞外マトリックスリモデリングについて検討を行う。基底膜破壊を誘導・抑制する細胞外マトリックスの質的特徴・量的特徴パターンを同定に関しては、培養時に細胞外マトリックス構成成分となり得る3次元培養用ゲルの成分（コラーゲンゲル濃度や分配等）を調整し検討を行う。
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