2023 Fiscal Year Final Research Report

Reprogramming of cancer stem cells by high-function hydrogels creates basis to establish novel cancer therapy

Research Project

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Project/Area Number	19H01171
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
Research Institution	Hokkaido University
Principal Investigator	Tanaka Shinya 北海道大学, 医学研究院, 教授 (70261287)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	津田真寿美北海道大学, 医学研究院, 准教授 (30431307) 高阪真路国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (00627119) 黒川孝幸北海道大学, 先端生命科学研究院, 教授 (40451439) 前仲勝実北海道大学, 薬学研究院, 教授 (10322752)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords	がん幹細胞 / ハイドロゲル / リプログラミング / 薬剤耐性
Outline of Final Research Achievements	This study aimed to develop the specific hydrogel to facilitate HARP phenomenon by which cancer stem cells are rapidly created by reprogramming. pNaSS sodium sulfonate gel was found to have a high ability to induce the HARP phenomenon. pNaSS gel, which functions as a cancer stem cell niche distinct from the previous gel, and a master regulator of transcriptional regulation was identified. Novel cancer stem cell markers were detected in single cell RNA sequencing analysis. Drug screening platform was established. For clinical application, NAC therapy-resistant cells of human pancreatic cancer were successfully established. Drug screening yielded compounds targeting several drug-resistant cells. We would like to further link this platform to clinical applications.
Free Research Field	実験病理学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	現在がん治療において、薬剤耐性、再発の原因となるがん幹細胞に対する診断法、治療法はない。本研究において、極めて迅速にがん幹細胞を創出するハイドロゲルを発見したことはがん幹細胞の早期診断法、治療薬の開発に期待できる。学術的には、リプログラミングは山中因子など外来遺伝子を導入することでiPS細胞が誘導されることは再生医療に応用されつつあるが、本研究のようにハイドロゲルの上でがん細胞を数時間培養するだけで、効果的なリプログラミングを誘導するHARP現象のメカニズムを解明することは、マテリアルによるう細胞のエピゲノムを制御するもので、学術的価値が高い。