課題番号                ：S-20-NM-0047

利用形態               ：機器利用

利用課題名（日本語）    ：異なるキネティクスでの足場弾性率変化に応じた上皮間葉転換の定量評価

Program Title (English) ：Quantitative evaluation of the epithelial-mesenchymal transition in response to stiffness changes with different kinetics

利用者名（日本語）      ：本間健太¹⁾

Username (English)     ：K. Homma¹⁾

所属名（日本語）        ：1) JSPS

Affiliation (English)  ：1) JSPS

１．概要（Summary）

我々は4-phenylazophenylacrylate(AzoAA)およびN,N-dimethylacrylamide(DMA)を共重合した高分子鎖を架橋することで、可視光または紫外光照射により弾性率が変化する新規光応答性ゲルを開発した。本研究ではこのpoly(AzoAA-r-DMA)ゲル上にMCF-7(Michigan Cancer Foundation-7)ヒト乳腺癌細胞を培養し、異なるタイミングで弾性率変化させた際の遺伝子発現を定量評価した。具体的には、がん転移などにおいて誘起される上皮間葉転換に関わるE-cadherinに着目し、遺伝子発現の定量解析を実施した。結果、弾性率変化に対して持続的ではなく、一時的な応答を示すことが示唆された。

２．実験（Experimental）

【利用した主な装置】

• リアルタイムPCR分析装置

【実験方法】

フリーラジカル重合により、poly(AzoAA-r-DMA)ゲルを作製した。I型コラーゲンをゲル表面に化学固定した後、紫外光照射によってpoly(AzoAA-r-DMA)ゲルを軟化した。このゲル表面にMCF-7を培養し、12時間または36時間時点で可視光照射により足場の弾性率を増加させ、細胞播種から48時間後の遺伝子発現量を評価した。対照実験として、可視光を照射しない条件でも細胞培養し、48時間後の遺伝子発現量を評価した。

３．結果と考察（Results and Discussion）

いずれの条件においてもMCF-7は高い生存率(80%以上)を保っていた。12時間で足場硬化させた条件(Fig.中のSoft→stiff@12 h)と可視光照射しない条件(Fig.中のSoft Day 2)でのE-cadherin発現量は同等であった一方で、36時間で足場硬化させた条件(Fig.中のSoft→stiff@36 h)での発現量は先述の二条件と比較して有意に低かった。以上の結果より、足場の弾性率増加に対するE-cadherin発現量変化は一時的なものであり、その変化は持続しないことが示唆された。

Fig. Relative expressions of E-cadherin mRNA for MCF-7 cells cultured on the poly(AzoAA-r-DMA) gels. Expression levels were normalized with Day 0.

４．その他・特記事項（Others）

本研究は、科学研究費補助金（18H02010、18K19946、代表：中西淳、20J01898、代表：本間健太）の助成を受けたものである。また、本実験遂行に当たって、NIMS分子・合成プラットフォーム李香蘭氏、小原里美氏に装置の使用トレーニングを受けた。

共同研究者名：Alice Chang、玉手亮多、山本翔太、上木岳士、中西淳

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）

(1) K. Homma, A. Chang, S. Yamamoto, R. Tamate, T. Ueki, and J. Nakanishi, Design of azobenzene-bearing hydrogel with photoswitchable mechanics driven by photo-induced phase transition for in vitro disease modeling, Acta Biomater., in press.

６．関連特許（Patent）

なし。