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

阐明维持临床癌症遗传信息所需的理化因素及其在个性化癌症医学中的应用

基本信息

批准号：
20H00665
负责人：
松崎典弥
金额：
$ 28.95万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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１：昨年度の研究成果より、大腸がん細胞の性質に足場材料の弾性率だけではなく間質コラーゲン密度も大きく影響することが明らかとなった。そこで、本年度は、コラーゲンマイクロファイバー（CMF）の量を制御することで密度の影響を評価した。CMF量の増加に従い大腸がん細胞の様々ながん幹細胞マーカーの発現が増加した。CMF密度を上げると弾性率も増加するが、大幅な増加ではないため影響は少ないと考えられる。また、CMF密度を上げると低酸素環境になることが免疫染色より確認された。以上より、コラーゲン密度ががん幹細胞性に影響することを明らかにした。項目２：弾性率に細胞増殖因子を添加することでがん細胞の性質がより顕著に変わることが示唆された。本年度は、物理因子と生物学的因子の融合として、弾性率と血管網形成を評価した。足場材料の弾性率が増加すると血管網の密度分布が低下した。これは細胞が遊走しにくい状態にあったためと考えられる。一方、高い弾性率の方がある方向性をもって血管が形成されやすいことが分かった。これは、等方的な遊走よりも酵素による分解で一方向に異方的に遊走しやすいことを示している。以上より、弾性率が血管網形成に影響することを見出した。項目３：ハイスループットスクリーニングを目的として96ウェル内に間質と血管網、線維芽細胞の割合を制御した大腸がんモデルパネルを作製可能であった。以上より、当初の予想を超えた研究成果を得ることができた。

在这项研究中，我们重点关注癌症周围存在的间质组织的细胞外基质，目的是“从学术上阐明维持临床癌症中遗传信息所必需的肿瘤环境的理化因素。”通过控制“硬度”、“密度”、“成分”三个因素的三维培养方法，我们致力于阐明维持遗传信息所需的因素。第1项：去年的研究结果表明，不仅支架材料的弹性模量，间质胶原蛋白密度也极大地影响结直肠癌细胞的特性。因此，今年，我们通过控制胶原微纤维（CMF）的量来评估密度的影响。随着CMF量的增加，结肠癌细胞中各种癌症干细胞标志物的表达增加。增加CMF密度也会增加弹性模量，但增加并不显着，因此认为效果很小。此外，通过免疫染色证实，增加CMF密度会导致缺氧环境。上述结果表明胶原蛋白密度影响癌症干性。第2项：有人提出，通过在弹性模量中添加细胞生长因子，癌细胞的特性会发生更显着的变化。今年，我们将弹性模量和血管网络形成作为物理和生物因素的融合进行了评估。随着支架材料弹性模量的增加，血管网络的密度分布减小。这被认为是因为细胞处于难以迁移的状态。另一方面，人们发现，弹性模量较高的血管更容易沿某个方向形成。这表明由于酶降解，在一个方向上的各向异性迁移比各向同性迁移更容易。综上所述，我们发现弹性模量影响血管网络的形成。第3项：为了高通量筛选的目的，可以创建一个结直肠癌模型组，其中在96个孔中控制基质、血管网络和成纤维细胞的比例。通过上述工作，我们获得了超出我们最初预期的研究成果。

项目成果

期刊论文数量（59）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

植物由来食品・代替食品の最前線

植物性食品和替代食品的前沿

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jeonghyun Kim;Taiji Adachi;安田陽;シーエムシー出版編集部
通讯作者：
シーエムシー出版編集部

“Out‐of‐the‐box” Granular Gel Bath Based on Cationic Polyvinyl Alcohol Microgels for Embedded Extrusion Printing

用于嵌入式挤出印刷的基于阳离子聚乙烯醇微凝胶的“开箱即用”颗粒凝胶浴

DOI：
10.1002/marc.202300025
发表时间：
2023
期刊：
Macromolecular Rapid Communications
影响因子：
4.6
作者：
Zeng Jinfeng;Xie Zhengtian;Dekishima Yasumasa;Kuwagaki Setsuka;Sakai Norihito;Matsusaki Michiya
通讯作者：
Matsusaki Michiya

In Situ Cross-Linking of Artificial Basement Membranes in 3D Tissues and Their Size-Dependent Molecular Permeability

3D 组织中人工基底膜的原位交联及其尺寸依赖性分子渗透性

DOI：
10.1021/acs.biomac.0c01155
发表时间：
2020
期刊：
Biomacromolecules
影响因子：
6.2
作者：
Zeng Jinfeng;Correia Clara R.;Mano Jo?o F.;Matsusaki Michiya
通讯作者：
Matsusaki Michiya

Constructing vascularized hepatic tissue by cell-assembled viscous tissue sedimentation method and its application for vascular toxicity assessment

细胞组装粘性组织沉降法构建血管化肝组织及其在血管毒性评估中的应用

DOI：
10.1016/j.actbio.2021.11.027
发表时间：
2022
期刊：
Acta Biomaterialia
影响因子：
9.7
作者：
Naito Yasuyuki;Yoshinouchi Yuka;Sorayama Yukiko;Kohara Hiroshi;Kitano Shiro;Irie Shinji;Matsusaki Michiya
通讯作者：
Matsusaki Michiya

Collagen Microfibers Induce Blood Capillary Orientation and Open Vascular Lumen