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

开发用于癌症免疫治疗的 3D 肿瘤芯片平台

• 批准号: 20H04502
• 负责人: 鳥澤 勇介
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H04502/
• 关键词: がん評価モデル; がん免疫; organ-on-a-chip; iPS細胞; がんオルガノイド; ３次元培養; マイクロデバイス; 癌; 免疫学; 再生医学

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。

は this study, three yuan の が ん organization を imitate し た "が ん チ ッ プ" の open 発 に よ り, か ら だ の で, T cells と が ん organization と の interaction が イ メ ー ジ ン グ に よ り may review 価 な モ デ ル の build を purpose と す る. こ れ ま で に が perfusion, T cells may な vascular net を す る 3 d が ん チ ッ プ が build で き る マ イ ク ロ fluid デ バ イ ス を open 発 し て お り, this study で は, こ の technology を ベ ー ス と し て, T cell と が ん organization と の interaction が に of quantitative evaluation of 価 may な new rules モ デ ル の build に group take り ん だ. Raw の swollen sores in vivo tissue を imitate す る た め に, patients with よ り pick the し た swollen sores organization か ら 単 from し た が ん オ ル ガ ノ イ ド を with い て が ん チ ッ プ を build し た. そ の results, plural kinds の が ん オ ル ガ ノ イ ド を like と seaborne し て, perfusion may な vascular net を す る が ん モ デ ル の build が may で あ る こ と を confirm し た. は vascular endothelial cells, HLA を owe damage さ せ た iPS cells か ら induced し た cells を using い る こ と で, T cell の refused to reverse 応 を avoid し, blood vessels, を interface し た immune 応 may answer が review 価 で あ る こ と を confirm し て い る. 従 っ て, I 々 の open 発 し た が ん チ ッ プ が, patient origin の が ん オ ル ガ ノ イ ド の cultivate に may use で あ る こ と が in stopping さ れ た. そ こ で, が ん チ ッ プ に お け る, が ん cell block internal の t-cell count を quantitative analytical す に る べ く focus and organization transparent technology と high resolution 顕 micro mirror, optimization し た portrait know ア ル ゴ リ ズ ム の group み close わ せ に よ る の construct 3 d analytical solution に group take り ん だ. こ れ ま で に build し た technique optimal の と reproducibility の up の た め, ワ ー ク ス テ ー シ ョ ン を し, with じ サ イ ズ の be 験 セ ッ ト (primary T: CAR - T = 5:5) の デ ー タ parsing line を っ た. Specific に に portrait analysis z-axis circle 囲とT cell recognition ア ゴリズム ゴリズム <s:1> adjustment と optimization を row った. そ の results, optimization の after 3 d picture resolution に お い て バ ッ ク グ ラ ウ ン ド ノ イ ズ を 軽 reduction, し よ の り に right T cell infiltrate を may review 価 と な っ た. Above に よ り, が ん チ ッ プ の open 発 お よ の び analytic method to construct に よ り, T cell と 3 d が ん organization と の interaction が イ メ ー ジ ン グ に よ り may review 価 な が ん モ デ ル を build し た.

项目成果

MODELING CANCER IMMUNOTHERAPY IN A PERFUSABLE 3D VASCULARIZED TUMOR-ON-A-CHIP USING HLA-KO UNIVERSAL HUMAN IPSC-DERIVED ENDOTHELIAL CELLS

使用 HLA-KO 通用人类 IPSC 衍生内皮细胞对可灌注 3D 血管化芯片肿瘤进行癌症免疫治疗建模

• 发表时间: 2020
• 作者: ○Yuta Mishima;Masazumi Waseda;Hitomi Takakubo;Chihiro Mori;Emi Sano;Wang Bo;Tatsuki Ueda;Shoichi Iriguchi;Yuka Ozaki;Shin Kaneko;Yu-suke Torisawa
• 通讯作者: Yu-suke Torisawa

免疫細胞療法の評価を目的としてiPS細胞由来血管内皮細胞を用いた Tumor-on-a-Chipの開発

使用 iPS 细胞衍生的血管内皮细胞开发肿瘤芯片，用于评估免疫细胞疗法

• 发表时间: 2020
• 作者: 福島秀哉;二井昭佳;岡村健太郎;五三裕太;三嶋雄太
• 通讯作者: 三嶋雄太

Universal T cell generation for off-the-shelf cancer immunotherapy from gene edited allogeneic iPSCs.

利用基因编辑的同种异体 iPSC 生成通用 T 细胞，用于现成的癌症免疫治疗。

• 发表时间: 2020
• 作者: 石川晃大;早稲田真澄;河合洋平;南川淳隆;上田樹;石井智子;上村靖史;玉田耕治;中面哲也;金子新;金子新;金子新;金子新;Wang Bo
• 通讯作者: Wang Bo

再生T細胞製造の観点からみたカルタヘナ法

从再生T细胞生产角度看卡塔赫纳方法

• 发表时间: 2020
• 作者: Supparat Charoenphon;Pakpoom Reunchan;and Isao Watanabe;Kenji Ikushima;金子新
• 通讯作者: 金子新

抗GPC3 CAR発現iPSC由来のCAR-NK / ILC治療にむけた非臨床的有効性、安全性、および臨床的細胞製造法の確立

建立源自表达抗 GPC3 CAR 的 iPSC 的 CAR-NK/ILC 治疗的非临床功效、安全性和临床细胞制造方法

• 发表时间: 2020
• 作者: 坂田玲央;北崎充晃;上田樹
• 通讯作者: 上田樹