A mini-organ culture system with cancer immune microenvironment recapitulating in vivo

具有体内癌症免疫微环境再现的微型器官培养系统

• 批准号: 22K19564
• 负责人: 清木 誠
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19564/
• 关键词: メカノホメオスターシス; 人工腸管; オルガノイド; 腸内細菌叢; 免疫チェックポイント; YAP

現在のがん治療は、標準治療を試し効果を確認しながら手探りで進められる。あらかじめ有効薬剤を同定してから治療が開始できれば、予後改善、苦痛の低減が期待できる。そこで、私たちが見いだした場の“力学的”制御機構であるYAP-メカノホメオスターシスのメカニズムを活用し、抗がん剤や免疫チェックポイント阻害剤への抵抗性の源であるがん免疫微小環境の培養系を構築するのが本研究の目的である。マイクロデバイスを用いて腸オルガノイドに陰窩の形態を持たせたマウスミニ腸管は、腸内細菌叢を管腔内に持ち、再生能もあり、生体に近い機能を持つ臓器培養系である。本研究では、独自のYAP-メカノホメオスターシスの視点から、ミニ腸管に血管・免疫系を導入後ヒト化し、手術検体を用いて患者ごとに異なるがん免疫微小環境培養系を創出する。本年度は、ヒト化ミニ腸管作製のためのプラットフォームを構築した。これまでの腸管の形の硬さを付与してYAP-メカノホメオスターシスを最適化する方法でマウス腸管は作製できたがヒト腸管作製が困難であった。ヒト腸幹細胞を2mm程度のソーセージ状にすると自己組織化により腸管ができる系を構築した。同時に、YAP活性をin vivoでモニターできるYAP-RFPノックインマウスを作製し、このマウスから腸管オルガノイドを作製した。現在、このYAP-RFPマウス腸幹細胞をソーセージ状にして腸管作製の最適化を行っている。これに、既に確立済みの人工毛細血管作製と持続的血液循環技術を用いて免疫微小環境を作出する予定である。

目前的癌症治疗是一个摸索的过程，测试标准治疗并检查其有效性。如果可以在治疗开始前提前找到有效的药物，则有望改善预后并减轻疼痛。因此，我们将利用我们发现的该领域的“机械”控制机制YAP-机械稳态机制来改善癌症免疫系统，这是对抗癌药物和免疫检查点抑制剂产生耐药性的根源。本研究的目的是构建环境文化体系。小鼠迷你肠道是利用微型装置使肠道类器官具有隐窝形状而制成的，是一种管腔内具有肠道菌群和再生能力的器官培养系统，具有与生物体相似的功能。在这项研究中，我们从独特的YAP-机械稳态的角度出发，在引入血管和免疫系统后将微型肠道人性化，并利用手术标本创建针对每个患者不同的癌症免疫微环境的培养系统。今年，我们搭建了一个人性化小肠的生产平台。尽管我们已经能够使用传统方法创建小鼠肠道，通过赋予肠道形状刚性来优化 YAP 机械稳态，但创建人类肠道却很困难。构建了一个系统，其中人类肠道干细胞被制成约2毫米的香肠形状，并通过自组织形成肠道。同时，我们创建了可以监测体内YAP活性的YAP-RFP敲入小鼠，并从这些小鼠中创建了肠道类器官。目前，我们正在优化肠管的生产，将这些YAP-RFP小鼠肠道干细胞制成香肠形状。此外，我们计划使用已经建立的技术来创建一个免疫微环境，以创建人造毛细血管和持续的血液循环。