医用材料・薬剤開発 #01

グリオブラストーマは悪性度の高い脳腫瘍の一種であり、その浸潤メカニズムには不明な点が多いことが問題です。特に、幹細胞性を有するがん細胞（グリオーマ幹細胞）が存在すると考えられており、これに起因するがんの不均一性が浸潤メカニズムを複雑にするとともに、活発な浸潤に重要な役割を果たしていると考えられています。さらに、生体内においてグリオブラストーマが血管に沿って浸潤することが知られているため、グリオーマ幹細胞と血管の相互作用を調べることが重要です。しかし、血管内皮細胞がグリオーマ幹細胞の三次元的な浸潤プロセスにおいてどのような影響を与えるかといった点や、グリオーマ幹細胞に起因する不均一な細胞集団が血管内皮細胞との相互作用においてどのような振る舞いを示すのかといった点については明らかになっていませんでした。

本研究では微細加工技術によってマイクロメートルスケールの小さな流路（マイクロ流体デバイス）を作製し、その中で構築した三次元的な環境の中でグリオーマ幹細胞と血管内皮細胞の相互作用を調べることに成功しました。このマイクロ流体デバイスを用いることで、血管内皮細胞が存在する場合にはグリオーマ幹細胞が三次元のコラーゲンゲルの中へ浸潤していく現象が促進されることを発見しました。また、血管内皮細胞によって誘導された浸潤プロセスにおいて、神経幹細胞マーカーであるNestinを発現しているグリオーマ幹細胞が浸潤を先導していることがわかりました。一方で、分化細胞マーカーの1つであるtubulin β3を発現しているグリオーマ幹細胞が浸潤を先導することはほとんどないことがわかりました。さらに、血管内皮細胞がグリオーマ幹細胞におけるtubulin β3の発現を促進することもわかりました。最後に、がん細胞の浸潤に関わる遺伝子の発現を解析したところ、血管内皮細胞との相互作用によってグリオーマ幹細胞におけるintegrin α2 やintegrin β3の発現が上昇していることを発見しました。

これらの結果は、グリオーマ幹細胞が浸潤するプロセスにおいて血管内皮細胞との相互作用が非常に重要であることを示しているとともに、未分化な細胞が浸潤を先導している可能性を示唆しています。この研究をさらに進めることでグリオブラストーマの活発な浸潤能力をターゲットとした新たな治療戦略の開発に貢献することが期待されます。