脳内活動の可視化による腫瘍ー正常細胞間ネットワーク形成の脳腫瘍進展への影響の解明

通过可视化大脑活动阐明肿瘤正常细胞网络形成对脑肿瘤进展的影响

• 批准号: 22K15221
• 负责人: 竹内 敦也
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15221/
• 关键词: グリオーマ; カルシウムイメージング; グリオブラストーマ

正常脳の微小環境内において、神経細胞やグリア細胞はネットワークを形成するが、近年、神経膠 腫(グリオーマ)などの脳腫瘍細胞も正常の神経細胞やグリア細胞との間にシナプスを形成し、情報伝 達ネットワークを形成することが明らかになってきた。しかし、このネットワーク内において、どのような各 種細胞の活動があり、腫瘍細胞と正常細胞間の相互のコミュニケーションがなされているのか(以下、 活動動態と呼ぶ)という点や、この活動動態が脳腫瘍の進展にどのような影響を及ぼすのかという極め て重要な疑問点については未だ不明である。本研究では、生きた脳内における腫瘍細胞―神経細胞―グリア細胞間のネットワークの活動動態と 脳腫瘍進展との関係を、多色カルシウムイメージングによる細胞活動の可視化や、光遺伝学等による 細胞活動の操作により明らかにする。さらに、この細胞間ネットワークの情報伝達が、どのような神経伝 達物質に依存しているのかということを明らかにするため、各種センサーによる可視化を行う。腫瘍細胞と正常細胞間のネットワークは、腫瘍の進展に極めて重要な役割を果たしている可能性が あり、このネットワークの機能の解明は、難治性脳腫瘍の新しい治療法につながる可能性が期待できる。本年度は、腫瘍を誘発する手法として、in utero electroporation法を用いてPtch1またはTrp54&Pten&Nf1のCRISPR/Cas9ノック アウト誘導配列を用いたところ、再現性良くグリオーマを誘発することに成功し、これをin vivoにて長期間のカルシウムイメージングでの観察をすることに成功した。

在正常大脑的微环境中，神经元和神经胶质细胞形成网络，但近年来已经发现脑肿瘤细胞（如神经胶质瘤）也形成了正常神经元和神经胶质细胞之间的突触，从而形成信息传播网络。然而，尚不清楚该网络中哪种活性，涉及哪种细胞活性，以及​​肿瘤细胞和正常细胞之间发生了什么交流（以下称为活性动力学），以及这种活性动态对脑肿瘤进展的影响。这项研究将阐明活体大脑和脑肿瘤在使用多种辅助成像对细胞活性的可视化以及使用光遗传学等细胞活性进行的细胞活性中的肿瘤细胞，神经元和胶质细胞之间网络活性之间的关系。肿瘤细胞和正常细胞之间的网络在肿瘤进展中可能起着至关重要的作用，并且阐明该网络的功能可能会导致对难治性脑肿瘤的新治疗方法。今年，我们使用子宫内电穿孔方法将PTCH1或TRP54和PTEN＆NF1的CRISPR/CAS9敲除诱导序列用作肿瘤诱导技术，并成功地诱导了具有可重复性的神经胶质瘤，我们在长期以来都可以在体内观察到这种钙的钙化成像。