2021-05-15

3次元で見る乳癌の微小環境。

健康研究調査開発

米国のNSF(National Science Foundation/全米科学財団/国立科学財団)は2021年05月19日に、癌は血を吸って成長し、周囲の組織に深く根を張る。腫瘍は、周囲の細胞の遺伝子を変化させ、免疫細胞の攻撃を避けるように進化していく。ペンシルベニア州立大学の研究者たち(Penn State researchers)は、治療が困難な固形腫瘍と、腫瘍の成長を支える微小環境との関係を研究する方法を開発したと報告した。

この研究を主導した生物医学エンジニアのイブラヒム・オズボラ(Ibrahim Ozbolat, a biomedical engineer)によると、NSFが資金提供したこの方法は、薬剤やその他の抗癌剤治療の実験台として機能する可能性があるという。
この方法の詳細は、Advanced Biology誌で2021年05月15日に掲載されている。

Research Article
Studying Tumor Angiogenesis and Cancer Invasion in a Three-Dimensional Vascularized Breast Cancer Micro-Environment
Madhuri Dey,
Bugra Ayan,
Marina Yurieva,
Derya Unutmaz,
Ibrahim T. Ozbolat

CORRESPONDING AUTHOR

ito1@psu.edu
orcid.org/0000-0001-8328-4528
The Huck Institutes of the Life Sciences, Penn State University, University Park, PA, 16802 USA

Engineering Science and Mechanics Department, Penn State University, University Park, PA, 16802 USA

Biomedical Engineering Department, Penn State University, University Park, PA, 16802 USA

Materials Research Institute, Penn State University, University Park, PA, 16802 USA

E-mail: ito1@psu.edu

First published: 15 April 2021
https://doi.org/10.1002/adbi.202100090

研究チームは、治療法がほとんどない最も侵攻性の高い乳癌である転移性トリプルネガティブ乳癌の細胞(metastatic triple-negative breast cancer cells)と、特殊なモデリング技術を用いて、腫瘍の微小環境(microenvironments)を構築した。

本論文の筆頭著者であるマドゥリ・ディ(Madhuri Dey)は、「私たちは、腫瘍とその微小環境を一緒にして、埋め込まれた腫瘍が周囲のマトリックスにどのような影響を与えるかを研究しました」「そして、この複合システムから意味のある遺伝情報を得られるかどうかを検討しました。」と述べている。

通常、研究者はシステム内の単一の細胞の遺伝情報を調べ、特定の行動を促すためにどのような信号が送受信されているかを理解する。しかし、個々の行動からは、複合的なシステムのすべての面が見えてこないことがある、とデイは言う。

「私たちは、システム全体のゲノムを調べました」「私たちは、システム全体のゲノムを調べました。その結果、本来の環境下で細胞同士がどのように対話しているのかを、はるかに代表的に理解することができました。」とマドゥリ・ディは言う。

研究者たちは、腫瘍の成長や移動などの生理的な変化は、腫瘍の微小環境における細胞間のコミュニケーションの直接的な結果であることを発見した。

癌細胞は、内皮細胞(endothelial cells)と呼ばれる血管を覆う細胞とコミュニケーションをとり、血液と細胞外環境との間の物質交換もコントロールしている。また、癌細胞は、組織の足場となるコラーゲンを分泌する「線維芽細胞(fibroblasts)」という細胞ともコミュニケーションをとる。

これらの発見により、研究者たちは、癌を制御する新しい方法を開発することを期待している。

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