Reconstruction of tumor microenvironment and in-situ metabolic analysis

肿瘤微环境重建及原位代谢分析

基本信息

批准号：
21H03803
负责人：
梨本裕司
金额：
$ 11.48万
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、がん微小環境を微小な流体デバイス内で再現し、さらにそのセンサを開発することで、がん代謝の機序に迫る新たなin vitroツールを開発することである。がんはその生存戦略のため、代謝を通常から大きく変質させていることが知られているが、がん微小環境がその代謝の変質にどのように影響を与えているかは十分にわかっていない。これは、再構成的にがん微小環境を制御し、その代謝における影響を問うことができる実験ツールがなかったことに一因がある。これまでに代表者らは、マイクロ流体デバイスを用いて、がんの微小環境を再現し、外部から摂動を付与可能なシステムを開発してきた（Y. Nashimoto et al., Biomaterials 2020）。そこで、これまでの知見に基づき、当該システムにセンサを組み込み、がんの代謝を評価するシステムの開発を検討した。R3年度までに、センサを挿入可能なマイクロ流体デバイスを新たに設計し、新たなデバイス内でがんスフェロイド、およびがんオルガノイドを血管網と統合できることを見出した。微小電極による代謝計測により、当該デバイス内でがんモデルの酸素代謝が評価できることを確認した。当該デバイスを用い、がん血管を利用して薬剤を投与することで、がんオルガノイドに摂動を付与可能であり、またその際の代謝変化をセンサで検出できることを示した。当該論文をバイオセンサのトップジャーナルである、Biosensors and Bioelectronicsに報告することができた（Y. Nashimoto et al., Biosensors and Bioelectronics, 219, 114808 (2023)）。

这项研究的目的是在微流体装置中重现癌症微环境并为其开发传感器，从而开发一种新的体外工具来了解癌症代谢机制。众所周知，癌症会显着改变其正常代谢，作为其生存策略的一部分，但尚不完全了解癌症微环境如何影响这种代谢改变。部分原因是缺乏实验工具，使我们能够重新控制癌症微环境并探究其对新陈代谢的影响。迄今为止，代表们已使用微流体装置开发了一种可以重现癌症微环境并施加外部扰动的系统（Y. Nashimoto 等人，Biomaterials 2020）。因此，根据迄今为止获得的知识，我们考虑开发一种通过将传感器集成到系统中来评估癌症代谢的系统。到了 R3 年，我们设计了一种可以插入传感器的新型微流体装置，并发现癌症球体和癌症类器官可以与新装置内的血管网络集成。我们证实，可以通过使用微电极测量代谢来评估癌症模型中的氧代谢。使用该设备，我们证明可以通过使用癌症血管给药来扰乱癌症类器官，并且可以用传感器检测由此引起的代谢变化。我们能够向生物传感器顶级期刊 Biosensors and Bio electronics 报告该论文（Y. Nashimoto et al., Biosensors and Bio electronics, 219, 114808 (2023)）。

项目成果

期刊论文数量（29）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Electrochemical microwell sensor with Fe-N co-doped carbon catalyst to monitor nitric oxide release from endothelial cell spheroids

具有Fe-N共掺杂碳催化剂的电化学微孔传感器监测内皮细胞球体中一氧化氮的释放

DOI：
10.1007/s44211-022-00160-0
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
1.6
作者：
Hiramoto Kaoru;Iwase Kazuyuki;Utagawa Yoshinobu;Nashimoto Yuji;Honma Itaru;Ino Kosuke;Shiku Hitoshi
通讯作者：
Shiku Hitoshi

Electrochemical Glue for Binding Chitosan?Alginate Hydrogel Fibers for Cell Culture

用于细胞培养的壳聚糖·海藻酸盐水凝胶纤维的电化学胶

DOI：
10.3390/mi13030420
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
3.4
作者：
Utagawa Yoshinobu;Ino Kosuke;Kumagai Tatsuki;Hiramoto Kaoru;Takinoue Masahiro;Nashimoto Yuji;Shiku Hitoshi
通讯作者：
Shiku Hitoshi

患者由来がん細胞凝集塊の電気化学測定による酸素消費量の不均一性の評価

通过电化学测量患者来源的癌细胞聚集体评估耗氧量的异质性