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2023 年度 実績報告書

臨床がんの遺伝子情報維持に必要な物理化学的因子の解明とがん個別化医療への応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H00665
研究機関大阪大学

研究代表者

松崎 典弥  大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00419467)

研究分担者 石井 秀始  大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教授 (10280736)
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), 教授 (50322805)
片山 量平  公益財団法人がん研究会, がん化学療法センター 基礎研究部, 部長 (60435542)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワードがん細胞 / 三次元培養 / 物理化学的因子 / 生物学的因子 / 遺伝子発現 / 組織工学 / 薬物感受性
研究実績の概要

本研究では、「臨床がんの遺伝子情報維持に必要な腫瘍環境の物理化学的要因の学術的解明」を目的として、がん周辺に存在する間質組織の細胞外マトリックスに着目し、その「硬さ」、「密度」、「組成」の3つの因子を制御したin vitro三次元培養法を構築することで、遺伝子情報の維持に必要な要因の解明に取り組んだ。
項目2: 昨年度見出したコラーゲンマイクロファイバー(CMF)による弾性率と血管内皮細胞増殖因子(VEGF-A)などの細胞増殖因子の濃度を最適化することで、3継代までは遺伝子発現が維持されることを見出した。これはPDXマウスの3世代と匹敵する遺伝子情報維持機能であり、スクリーニングアッセイに有用であると期待される。
項目3: 昨年度作製した96ウェルハイスループット三次元培養を用いて、抗がん剤や分子標的薬の薬効試験を行った。患者が受けた抗がん剤を添加してIC50値を算出した結果、患者の治療成績とIC50値の強弱により抗がん剤の奏効性を判断可能であることが示唆された。以上より、本ハイスループット三次元培養は、がん個別化治療の実現に大きく貢献できると期待される。
さらに、これまで大腸がん細胞を用いて検討を行ってきたが、患者初代膵がん細胞にも同様に展開できる可能性が確認された。CMFにより弾性率を制御することで、初代膵がん細胞に最適な弾性率の傾向を見出すことができた。現在、8つの膵がん細胞の培養が可能であり、株の樹立と遺伝子発現解析を検討中である。今後、他のがん種にも展開する予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (17件) (うち国際共著 4件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Wuerzburg University/Aachen University(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Wuerzburg University/Aachen University
  • [国際共同研究] Lund University(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Lund University
  • [雑誌論文] Development of -phenylalanine-grafted poly (vinyl alcohol) scaffold for selective capturing of cancer cells2024

    • 著者名/発表者名
      Itani Ryoto、Mitsuyasu Ryo、Dong-hee Kang、Homma Kenta、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Talanta Open

      巻: 9 ページ: 100314~100314

    • DOI

      10.1016/j.talo.2024.100314

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biofabrication of engineered blood vessels for biomedical applications2024

    • 著者名/発表者名
      Laowpanitchakorn Panitporn、Zeng Jinfeng、Piantino Marie、Uchida Kentaro、Katsuyama Misa、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Science and Technology of Advanced Materials

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1080/14686996.2024.2330339

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improving stability of human three dimensional skin equivalents using plasma surface treatment2024

    • 著者名/発表者名
      Phuphanitcharoenkun Suphanun、Louis Fiona、Sowa Yoshihiro、Matsusaki Michiya、Palaga Tanapat
    • 雑誌名

      Biotechnology and Bioengineering

      巻: in press ページ: in press

    • DOI

      10.1002/bit.28690

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Technology for the formation of engineered microvascular network models and their biomedical applications2024

    • 著者名/発表者名
      Li He、Shang Yucheng、Zeng Jinfeng、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Nano Convergence

      巻: 11 ページ: 10

    • DOI

      10.1186/s40580-024-00416-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fabrication of Fully Negatively Charged Layer-by-Layer Nanofilms with pH-Induced Remarkable Swelling Shrinking Properties2024

    • 著者名/発表者名
      Zhang Zhuying、Zeng Jinfeng、Li Wei、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 36 ページ: 1947~1956

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.3c02789

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of Homo- and Heterotriple Helix Formation of Collagen Model Peptides and Evaluation of Their Stability in a Biological Environment2024

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Kazuki、Fujita Satoshi、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 40 ページ: 3823-3830

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.3c03673

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Controlled Release of Oxygen from Calcium Peroxide in a Weak Acidic Condition by Stabilized Amorphous Calcium Carbonate Nanocoating for Biomedical Applications2024

    • 著者名/発表者名
      Tomioka Daisuke、Fujita Satoshi、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 9 ページ: 5903~5910

    • DOI

      10.1021/acsomega.3c09406

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent Developments in Layer‐by‐Layer Assembly for Drug Delivery and Tissue Engineering Applications2024

    • 著者名/発表者名
      Borges Joao、Zeng Jinfeng、Liu Xi Qiu、Chang Hao、Monge Claire、Garot Charlotte、Ren Ke‐feng、Machillot Paul、Vrana Nihal E.、Lavalle Philippe、Akagi Takami、Matsusaki Michiya、Ji Jian、Akashi Mitsuru、Mano Joao F.、Gribova Varvara、Picart Catherine
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 13 ページ: 2302713

    • DOI

      10.1002/adhm.202302713

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Lymphatic Drainage-Promoting Effects by Engraftment of Artificial Lymphatic Vascular Tissue Based on Human Adipose Tissue-Derived Mesenchymal Stromal Cells in Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Asano Yoshiya、Shimoda Hiroshi、Okano Daisuke、Matsusaki Michiya、Akashi Mitsuru
    • 雑誌名

      Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine

      巻: 2023 ページ: 1~15

    • DOI

      10.1155/2023/7626767

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ECM proteins and cationic polymers coating promote dedifferentiation of patient-derived mature adipocytes to stem cells2023

    • 著者名/発表者名
      Karanfil Asli Sena、Louis Fiona、Sowa Yoshihiro、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 11 ページ: 7623~7638

    • DOI

      10.1039/D3BM00934C

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra‐Rapid and Specific Gelation of Collagen Molecules for Transparent and Tough Gels by Transition Metal Complexation2023

    • 著者名/発表者名
      Suezawa Tomoyuki、Sasaki Naoko、Yukawa Yuichi、Assan Nazgul、Uetake Yuta、Onuma Kunishige、Kamada Rino、Tomioka Daisuke、Sakurai Hidehiro、Katayama Ryohei、Inoue Masahiro、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Advanced Science

      巻: 10 ページ: 2302637

    • DOI

      10.1002/advs.202302637

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 3D puzzle-inspired construction of large and complex organ structures for tissue engineering2023

    • 著者名/発表者名
      Xie Zheng-Tian、Zeng Jinfeng、Miyagawa Shigeru、Sawa Yoshiki、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Materials Today Bio

      巻: 21 ページ: 100726~100726

    • DOI

      10.1016/j.mtbio.2023.100726

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Construction of enzyme digested holes on hydrogel surface inspired by cell migration processes2023

    • 著者名/発表者名
      Shang Yucheng、Zeng Jinfeng、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 674 ページ: 69~74

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.06.077

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of blood capillary networks and holes in blood-brain barrier models by regulating elastic modulus of scaffolds2023

    • 著者名/発表者名
      Shang Yucheng、Piantino Marie、Zeng Jinfeng、Louis Fiona、Xie Zhengtian、Furihata Tomomi、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Materials Today Bio

      巻: 21 ページ: 100714~100714

    • DOI

      10.1016/j.mtbio.2023.100714

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hydroxyapatite Nanocoating on Calcium Peroxide Microparticles for Sustained Oxygen Release2023

    • 著者名/発表者名
      Tomioka Daisuke、Fujita Satoshi、Groll Jurgen、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials

      巻: 35 ページ: 5378~5391

    • DOI

      10.1021/acs.chemmater.3c00601

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 3D Printing of Collagen Scaffold with Enhanced Resolution in a Citrate‐Modulated Gellan Gum Microgel Bath2023

    • 著者名/発表者名
      Xie Zheng‐Tian、Zeng Jinfeng、Kang Dong‐Hee、Saito Shigeyoshi、Miyagawa Shigeru、Sawa Yoshiki、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 12 ページ: 2301090

    • DOI

      10.1002/adhm.202301090

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparative analysis of the residues of granular support bath materials on printed structures in embedded extrusion printing2023

    • 著者名/発表者名
      Zeng Jinfeng、Kasahara Nozomi、Xie Zhengtian、Louis Fiona、Kang Donghee、Dekishima Yasumasa、Kuwagaki Setsuka、Sakai Norihito、Matsusaki Michiya
    • 雑誌名

      Biofabrication

      巻: 15 ページ: 035013~035013

    • DOI

      10.1088/1758-5090/acce09

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Smart Design of Cell Microenvironment for Biofabrication2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      TERMIS-AP2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control of Oxygen and Nutrients in Cell Microenvironments by Smart Biomaterials2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      GPS-K2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Controlling Collective Migration of Cancer Organoids in 3D Culture with Transparent and Tough Collagen Gels2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      16th ISNM
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Nano-Design of Cell Surfaces for Biomedical Applications2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      IPC2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physicochemical Design of Cell Microenvironments for Fat Tissue Engineering2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      ISOMRM2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design of Cell Microenvironments for Construction of Three-dimensional Tissue Models2023

    • 著者名/発表者名
      Michiya Matsusaki
    • 学会等名
      27th JFCR-ISCC
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 細胞表面の物理化学的デザインと組織工学への応用2024

    • 著者名/発表者名
      松崎典弥
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      Acc. Mater. Surf. Res.
  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 応用化学専攻 松崎研究室

    • URL

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

  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 先端細胞制御化学(TOPPAN)共同研究講座

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~matsusaki-lab/joint_research/jl1/

  • [備考] 大阪大学大学院工学研究科 培養肉社会実装共同研究講座

    • URL

      http://www.chem.eng.osaka-u.ac.jp/~matsusaki-lab/joint_research/jl2/

  • [産業財産権] マイクロ流体チップ2023

    • 発明者名
      藤田聡史、張薈亭、エスパルガー ウィルフレッド、松崎典弥
    • 権利者名
      藤田聡史、張薈亭、エスパルガー ウィルフレッド、松崎典弥
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2023-112309

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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