前立腺がん発生時における腫瘍微小環境の模擬・解析のためのデバイス開発

开发模拟和分析前列腺癌发展过程中肿瘤微环境的装置

• 批准号: 22K20401
• 负责人: 栗生 識
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-08-31 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20401/
• 关键词: マイクロ流体デバイス; 誘電泳動; 前立腺がん; 前立腺がん細胞; 単一細胞操作; BioMEMS

がん患者の生存率向上には、早期発見が極めて重要である。がんの早期発見研究の発展には、がん発生時におけるがん微小環境の知ることが必要であるが、そのような環境を模擬するデバイスは提案されていない。そこで本研究では、本邦において罹患率1位である前立腺がんを対象とし、その発生時を模擬・培養するためのデバイス開発を行っている。がん発生時を模擬するため、正常細胞の中に一つの前立腺がん細胞を配置する。そのような細胞の培養系を構築するため、がん細胞を単一細胞レベルで配置する。細胞を操作するための技術として、誘電泳動を応用する。2022年度はまず、細胞を効率的に配列するための、誘電泳動に必要な交流電圧と周波数の条件探索を行なった。最終的には電圧5V・周波数3.5MHzの条件で細胞を効率的に捕捉することができた。次に単一細胞をトラップするための基板作製にとり組んだ。マイクロサイズの構造物を作るため、フォトリソグラフィ法を習得した。誘電泳動用の櫛形電極上に、細胞と同程度の直径(直径：10 μm)を有するwellを配列させた基板を作成し、マイクロ流路と組み合わせたデバイスを作製した。作製したデバイスを用いて細胞の捕捉実験を行なった。細胞懸濁液を1 μL/minで送液し、予備実験で得られた条件で誘電泳動を行うことで、細胞をwell上へ配列させることに成功した。一方で、多数の細胞がwell以外の流路部分に非特異的に付着する問題にぶつかった。最終的に細胞懸濁液にウシ血清アルブミンを1~2%混ぜることで、この問題は解消された。

早期检测对于提高癌症患者的存活率至关重要。早期癌症检测研究的发展需要在癌症暴发期间了解癌症微环境，但尚未提出设备来模拟这种环境。因此，这项研究正在开发用于模拟和培养前列腺癌发生的设备，这是日本发病率最高的设备。为了模拟癌症的发展，将一个前列腺癌细胞放置在正常细胞中。为了构建用于此类细胞的培养系统，将癌细胞放置在单个细胞水平上。电介型物质被用作操纵细胞的技术。在2022财年，我们首先搜索介电直体需要有效排列细胞所需的交流电压和频率条件。最后，细胞能够在5V电压和3.5MHz频率的条件下有效捕获细胞。然后组装底物以创建用于捕获单个单元格的基板。他学习了创建微型结构的光刻方法。制备底物，其中直径与细胞（直径：10μm）的井排列在梳子电泳的梳子电极上，并与微流通道组合制备设备。使用准备好的设备进行细胞捕获实验。在初步实验中获得的条件下，以1μL/min的形式喂食细胞悬浮液，然后对介电体进行介电性，从而使细胞排列在井上。另一方面，我们遇到了许多细胞非特异性连接到井以外的流道的问题。最后，将牛血清白蛋白与细胞悬浮液中的1-2％混合解决了这一问题。