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2021 年度 実施状況報告書

シリカ繊維三次元培養担体によるがん細胞薬剤耐性の再現と新規スクリーニング系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 20K05241
研究機関崇城大学

研究代表者

松下 琢  崇城大学, 生物生命学部, 教授 (10209538)

研究分担者 石田 誠一  崇城大学, 生物生命学部, 教授 (10270505)
古水 雄志  崇城大学, 生物生命学部, 准教授 (80735829)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードがん細胞 / 三次元培養 / 抗がん剤 / 薬剤耐性 / MDR / 膵臓がん / 高純度シリカファイバー / 薬剤耐性克服薬
研究実績の概要

がんは、抗がん剤を使って治療を続けるうちに、細胞の薬剤排出活性の亢進などにより薬剤耐性を獲得することがあり、この薬剤耐性の克服は、がん治療の大きな課題となっている。現在、抗がん剤の開発試験では、がん細胞を単層培養した2次元培養が一般的に行われているが、薬剤耐性を再現できているとはいえない。そこで本研究課題では、これまで研究代表者らが行ってきた“がん細胞の三次元(3D)培養技術に関する知見”と“高純度シリカファイバーに関する知見”を組み合わせて、さまざまな臓器由来のがん細胞を3D培養し、生体外で薬剤耐性現象を再現・制御し、薬剤耐性の克服に向けた新しい抗がん剤スクリーニング系への応用に関する知見を得ようとするものである。本年度は下記の成果を得た。
1)膵がんBxPC-3細胞に対するDOXのIC50値は、monolayer培養で7.5 μM、Cellbed培養で11.8 μMと、Cellbed培養はmonolayer培養に比べ高い値を示した。従って、Cellbedを用いた培養系は肝がん細胞以外の細胞においても薬剤耐性現象を再現できる可能性が示された。
2)BxPC-3細胞の薬剤排出トランスポーターであるMDR1、MRP2は、monolayer培養及びCellbed培養ともに、発現は確認されなかったが、他の薬剤排出トランスポーターであるBCRPは、monolayer培養・Cellbed培養において発現が確認された。特にCellbed培養では細胞内部にも発現していることが確認された。よってこれより、上記の薬剤耐性の上昇の要因としてBCRPの発現が関わっている可能性が示唆された。
3)BCRPの阻害剤であるKO143とDOXを併用した条件における細胞増殖抑制試験を行ったところ、Cellbed培養によるIC50値の上昇は、薬剤排出トランスポーターの作用による薬剤耐性であることが示唆された。

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

これまで先行研究では、肝がん細胞を用いた研究が行われてきた。本研究では、膵臓がん細胞を用いた三次元培養によるDOXにする耐性現象を再現することができた。さらに、この耐性現象は、BCRP阻害剤によって克服される可能性が示された。

今後の研究の推進方策

本年度は膵臓がん細胞を用いた三次元培養によるDOXにする耐性現象を再現することができた。今後は、膵がん細胞の三次元培養における薬剤耐性メカニズムの検討を目的として、まず、薬剤排出トランスポーターの関与やアポトーシス抑制タンパク質の関与について検討する。さらに、膵がん細胞の三次元培養における低酸素誘導因子の発現について検討する。そして、他のがん細胞についても三次元培養による薬剤耐性現象の再現ならびに薬剤耐性メカニズムについて検証する。また、薬剤耐性を克服する薬剤についてスクリーニングを行う。

次年度使用額が生じた理由

一部納品できない消耗品があり、代替品の使用で次年度使用額が生じた。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Selective elimination of tumorigenic hepatic stem cells using hybrid liposomes2021

    • 著者名/発表者名
      Inamura Kosuke、Jinno Riko、Komizu Yuji、Matsumoto Yoko、Matsushita Taku
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 132 ページ: 206-212

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2021.04.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation for inhibitory effects of hybrid liposomes on the growth of breast cancer stem cells using soft agar colony formation assay2021

    • 著者名/発表者名
      Riko Jinno、Yuji Komizu、Yurina Kado、Hideaki Ichihara、Yoko Matsumoto、Seiichi Ishida,、Taku Matsushita
    • 雑誌名

      Alternatives to Animal Testing and Experimentation

      巻: 26 ページ: 1-8

    • DOI

      10.11232/aatex.26.1

    • 査読あり
  • [学会発表] バイオセラミックス培養担体を用いた骨芽細胞様細胞の分化誘導に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      草野 まお、前田 光平、陳野 莉子、星野 美宙、井野川 人姿、中牟田 侑昌、古水 雄志、友重 竜一、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      シンポジウム【細胞アッセイ技術の現状と将来】
  • [学会発表] 三次元培養担体Cellbedを用いた胆汁排泄機能の再構築による肝毒性評価法2022

    • 著者名/発表者名
      親富祖 亮太、古水 雄志、岩佐 卓哉、佐々木 皓平、小島 理恵、川部 雅章、松下 琢、石田 誠
    • 学会等名
      シンポジウム【細胞アッセイ技術の現状と将来】
  • [学会発表] Microphysiological Systems(MPS)を用いたin vitroにおける肝ゾーネーション再現に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      久保 拓海、前田 光平、堀内 新一郎、黒田 幸恵、古水 雄志、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      シンポジウム【細胞アッセイ技術の現状と将来】
  • [学会発表] 非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の治療薬開発を目指したヒト肝星細胞の3次元培養による脱活性化の検討2022

    • 著者名/発表者名
      相星 里葉、黒田 幸恵、堀内 新一郎、佐土原 弘義、陳野 莉子、古水 雄志、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 肝がん細胞の三次元培養による薬剤耐性現象の再現と薬剤耐性克服薬スクリーニングへの応用2022

    • 著者名/発表者名
      北島 真優子、日吉 浩平、千歳 盛一朗、古水 雄志、岩佐 卓哉、佐々木 皓平、小島 理恵、川部 雅章、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 造腫瘍性細胞に対する新規ナノ粒子の選択的作用に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      田中 萌、陳野 莉子、古水 雄志、松本 陽子、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] in vitro試験におけるMicrophysiological Systemsを用いた肝ゾーネーション再現を目指した研究2022

    • 著者名/発表者名
      永吉 彩花、前田 光平、久保 拓海、堀内 新一郎、黒田 幸恵、古水 雄志、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 三次元培養担体Cellbedを用いた膵臓がん細胞の薬剤耐性現象の再現に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      日吉 浩平、北島 真優子、千歳 盛一朗、古水 雄志、岩佐 卓哉、佐々木 皓平、小島 理恵、川部 雅章、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第21回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 胆汁排泄機能を備えた肝細胞の三次元培養系を用いた薬物動態に関する基礎研究2021

    • 著者名/発表者名
      親富祖 亮太、古水 雄志、岩佐 卓哉、佐々木 皓平、小島 理恵、川部 雅章、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第28回HAB研究機構学術年会
  • [学会発表] がん細胞の三次元培養を用いた薬剤耐性克服薬スクリーニング系の開発に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      千歳 盛一朗、古水 雄志、岩佐 卓哉、佐々木 皓平、小島 理恵、川部 雅章、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第28回HAB研究機構学術年会
  • [学会発表] 骨粗鬆症治療薬の安全性評価に用いる細胞アッセイ系構築を目指した基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      前田 光平、草野 まお、陳野 莉子、星野 美宙、井野川 人姿、古水 雄志、友重 竜一、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第28回HAB研究機構学術年会
  • [学会発表] 新規ナノ粒子を用いた造腫瘍性細胞の排除機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      陳野 莉子、古水 雄志、松本 陽子、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第28回HAB研究機構学術年会
  • [学会発表] 骨芽細胞のハイドロキシアパタイト担体を用いた人工培養骨作製に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      草野 まお、前田 光平、陳野 莉子、中牟田 侑昌、井野川 人姿、古水 雄志、友重 竜一、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] 第58回化学関連支部合同九州大会2021

    • 著者名/発表者名
      相星 里葉、陳野 莉子、黒田 幸恵、堀内 新一郎、古水 雄志、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の治療薬開発を目指した肝星細胞の活性化/脱活性化制御の基盤的研究
  • [学会発表] Microphysiological Systemsを用いた肝zonationのin vitro再現に向けた研究2021

    • 著者名/発表者名
      久保 拓海、前田 光平、堀内 新一郎、黒田 幸恵、古水 雄志、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] 新規ナノ粒子を用いた造腫瘍性細胞の排除機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      陳野 莉子、古水 雄志、松本 陽子、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      第58回化学関連支部合同九州大会
  • [学会発表] Reconstruction of hepatic sinusoidal zonation by organ-on-a-chip from micronit2021

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Horiuchi, Ryuya Fujii, Yukie Kuroda, Kohei Maeda, Takumi Kubo, Yuji Komizu, Taku Matsushita, Seiichi Ishida
    • 学会等名
      The 11th edition of the World Congress on Alternatives and Animal Use in the Life Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Quality control of hepatic stem cells derived from human fetal hepatocytes using novel nanoparticles2021

    • 著者名/発表者名
      Riko Jinno, Yuji Komizu, Yoko Matsumoto, Taku Matsushita, Seiichi Ishida
    • 学会等名
      The 11th edition of the World Congress on Alternatives and Animal Use in the Life Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on the evaluation of hepatic toxicity using hepatocytes in 3D culture with bile excretion function2021

    • 著者名/発表者名
      Ryota Oyafuso, Nozomi Sakata, Yuji Komizu, Takuya Iwasa, Kouhei Sasaki, Rie Kojima, Masaaki Kawabe, Taku Matsushita, Seiichi Ishida
    • 学会等名
      EUROTOX2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Research on the induction of cellular differentiation of osteoblast-like cells using bioceramic culture carriers2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Maeda, Mao Kusano, Riko Jinno, Mihiro Hoshino, Hitoshi Inokawa, Yuji Komizu, Ryuichi Tomoshige, Taku Matsushita, Seiichi Ishida
    • 学会等名
      EUROTOX2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of liver fibrosis by human hepatic stellate cell spheroids2021

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Ishida, Yukie Kuroda, Shinichiro Horiuchi, Satoha Aihoshi, Riko Jinno, Yuji Komizu, Taku Matsushita
    • 学会等名
      EUROTOX2021
    • 国際学会
  • [学会発表] 肝線維化評価を目指した肝星細胞の活性化および脱活性化の検討2021

    • 著者名/発表者名
      石田 誠一、黒田 幸恵、 堀内 新一郎、 相星 里葉、 陳野 莉子、 古水 雄志、 松下 琢
    • 学会等名
      第48回日本毒性学会学術年会
  • [学会発表] 乳がん幹細胞の増殖に対するハイブリッドリポソームの阻害効果に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      陳野 莉子、古水 雄志、市原 英明、松本 陽子、石田 誠一、松下 琢
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] ハイブリッドリポソームの肝がん幹細胞への特異的蓄積と増殖抑制効果2021

    • 著者名/発表者名
      古水 雄志、松本 陽子、石田誠一、松下 琢
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] Development of human hepatic stellate cell activation/deactivation culture condition aiming the liver fibrosis evaluation2021

    • 著者名/発表者名
      Seiichi Ishida, Yukie Kuroda, Satoha Aihoshi, Riko Jinno, Shinichiro Horiuchi, Yuji Komizu, Taku Matsushita
    • 学会等名
      The Asian Pacific Association for the Study of the Liver
  • [学会発表] Microphysiological Systemsを用いたin vitroにおける肝ゾーネーション再現に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      久保 拓海、前田 光平、堀内 新一郎、黒田 幸恵、古水 雄志、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第34回大会
  • [学会発表] バイオセラミックス培養担体を用いた骨芽細胞様細胞の分化誘導に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      草野 まお、前田 光平、陳野 莉子、星野 美宙、井野川 人姿、中牟田 侑昌、古水 雄志、友重 竜一、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第34回大会
  • [学会発表] 三次元培養担体Cellbedを用いた肝細胞の胆汁排泄機構の再構築に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      親富祖 亮太、古水 雄志、岩佐 卓哉、佐々木 皓平、小島 理恵、川部 雅章、松下 琢、石田 誠一
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会第34回大会
  • [備考] 研究業績データベース

    • URL

      http://rsrch.ofc.sojo-u.ac.jp/sjuhp/KgApp?kyoinId=ymkbgeyiggy

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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