Spatiotemporal analysis of the stem cell conversion in the 3D context of cancer

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本研究では、がんを再生臓器と捉え、がんの三次元構造破壊とその再生過程における幹細胞活性化シグナルを、時空間レベルで明らかにすることを目的とする。これまでに、Notchシグナルがストレスによる細胞塊の幹細胞化に関与していることを見出したので、本研究では、Notchシグナルの活性化をリアルタイムかつ三次元観察し、三次元的細胞間コミュニケーションの動態を明らかにする。さらに細胞アブレーションにより、構造破壊自体の幹細胞化への関与を明らかにする。がんの三次元特性の実態を明らかにし、細胞間コミュニケーションを標的とした新しいがん治療法の開発に繋げる。これまでに、オルガノイドを化学療法剤に暴露後に一過性にNotchシグナルが活性化することを明らかにした。本研究では化学療法で誘発される細胞ダメージそのものではなく、周囲の細胞が細胞死することが、島状に残った小細胞塊の細胞にアラームとして発動し、幹細胞性を誘導するという仮説を検証するために、CTOS細胞に誘導型自殺遺伝子iCaspase９を導入し、特異的に細胞死を誘導できるようにした細胞を、parent cellと混合してCTOSを再構成させたのち、遺伝子操作した細胞のみに細胞死を誘導した。細胞死を誘導された細胞が速やかにオルガノイドから排除される過程を動画撮影した。また、細胞死の誘導で、一過性にNotchシグナルが活性化することを確認した。また、Notchシグナルのレポーターとして、HES1プロモータ誘導luciferase発現ベクターを作製し、CTOSオルガノイドに導入した。化学療法後にNotchを抑制することで再増殖を抑制できること、効果は一過性であることを明らかにした。