患者由来のミニ結腸は腫瘍微小環境の複雑性を長期モデリングすることを可能にする
患者由来のミニコロンを用いた腫瘍微小環境の複雑性の長期モデル
背景紹介：
腫瘍とその周囲の微小環境との相互作用は、がんの発展と治療に深い影響を与えます。しかし、既存のin vitro腫瘍モデルは、これらの複雑な相互作用を捉える能力に欠けています。この問題を解決するため、本研究では、患者特有のがん細胞とその微小環境に基づくミニコロンモデルを革新的に開発し、がん治療のための新しい実験プラットフォームを提供しました。
研究チームと出版情報：
この研究は、スイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）幹細胞生物工学研究所のL. Francisco Lorenzo-Martinらの指導の下、複数の研究機関が共同で行いました。研究成果は『ネイチャー・バイオテクノロジー（Nature Biotechnology）』誌に発表されました。
研究プロセス：
研究目的とデザイン：既存モデルの限界を克服するため、本研究は腫瘍と微小環境の複雑性を長期的に安定してモデル化できるシステムの開発を目的としました。研究は結腸直腸癌（CRC）に焦点を当て、健康なヒト結腸上皮を含むミニコロンを生成し、その中にがん細胞および原生微小環境を安定的に統合しました。
モデル構築：組織工学と微細加工技術を利用し、ミニコロン内でCRCおよびその腫瘍微小環境（TME）を再構築しました。このモデルは、微流体デバイス上のハイドロゲル室によって実現され、がん細胞だけでなく、がん関連線維芽細胞（CAF）、腫瘍浸潤リンパ球（TILs）などの他の微小環境成分も含まれています。
主な発見：ミニコロンは薬物評価、がん細胞侵襲機構の解明、ならびに腫瘍免疫応答と免疫療法戦略の評価において可能性を示しました。特に、研究は、がん関連線維芽細胞がメタロプロテイナーゼMMP7の生成を誘導することにより、がん細胞の侵襲性を促進するメカニズムを明らかにしました。また、CAFががん細胞表面のPD-L1の発現を高めることによって免疫逃避を促進することも示しました。
結論と意義：このミニコロンモデルは、がん研究と治療のための新しい実験プラットフォームを提供し、特に精密医療、薬物スクリーニング、がん生物学研究において広範な応用の可能性を有しています。このモデルの開発は、複雑な腫瘍微小環境の研究に重要なツールを提供し、腫瘍の成長、転移および免疫システムとの相互作用の理解を深めるのに役立ち、同時に新しいがん治療戦略の開発に堅実な基盤を提供します。
研究ハイライト：
- 本物の腫瘍微小環境を統合したミニコロンモデルの構築に成功。
- MMP7を介したCAFによるCRC侵襲性促進メカニズムを解明。
- 抗がん薬の効果評価、腫瘍侵襲機構の解析、免疫療法戦略の評価におけるミニコロンモデルの応用可能性を検証。
この研究は、がん研究に強力な新しいツールを提供するだけでなく、将来のがん治療の革新への新しい扉を開きました。