Development of a 3D tumor-on-a-chip platform for cancer immunotherapy

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本研究は、3次元のがん組織を模倣した"がんチップ"の開発により、からだの外で、T細胞とがん組織との相互作用がイメージングにより評価可能なモデルの構築を目的とする。これまでに、T細胞が灌流可能な血管網を有する3Dがんチップが構築できるマイクロ流体デバイスを開発しており、本研究では、この技術をベースとして、T 細胞とがん組織との相互作用が定量的に評価可能な新規モデルの構築に取り組んだ。生体内の腫瘍組織を模倣するために、患者より摘出した腫瘍組織から単離したがんオルガノイドを用いてがんチップを構築した。その結果、複数種類のがんオルガノイドを対象として、灌流可能な血管網を有するがんモデルの構築が可能であることを確認した。血管内皮細胞は、HLAを欠損させたiPS細胞から誘導した細胞を用いることで、T細胞の拒絶反応を回避し、血管を介した免疫応答が評価可能であることを確認している。従って、我々の開発したがんチップが、患者由来のがんオルガノイドの培養に利用可能であることが示唆された。そこで、がんチップにおける、がん細胞塊内部のT 細胞数を定量的に解析するべく、組織透明化技術と高解像度共焦点顕微鏡、最適化した画像認識アルゴリズムの組み合わせによる3D解析方法の構築に取り組んだ。これまでに構築した手法の最適化と再現性の向上のため、ワークステーションを更新し、同じサイズの実験セット（primary T：CAR-T = 5:5）のデータ解析を行った。具体的には画像解析Z軸範囲とT細胞認識アルゴリズムの調整と最適化を行った。その結果、最適化後の3D画像解析においてバックグラウンドノイズを軽減し、より正確にT細胞の浸潤を評価可能となった。以上により、がんチップの開発および解析方法の構築により、T細胞と3Dがん組織との相互作用がイメージングにより評価可能ながんモデルを構築した。