神大ら,光ファイバーを生体に刺入し内部細胞を撮像

神戸大学,理化学研究所(理研),甲南大学は,がん細胞を生体内の深部までリアルタイムに可視化することに成功した(ニュースリリース)。

がんの内部は,様々な特徴を持ったがん細胞や免疫細胞,線維芽細胞など多様な細胞が不均一に入り乱れている。このような内部環境は,がん治療を阻む大きな要因とされており,がん治療開発において重要な課題であることが広く認知されている。

しかし,従来の解析技術では,生体深部のがん細胞を解析することは困難であり,腫瘍内部の環境を考慮したがん治療の開発には,新しい技術の開発が必要だった。

研究グループは,がんの生体イメージング用に改良を施した独自の顕微内視鏡と,理研が開発したFucciシステム(Fucci(SA)5)を導入したがん移植モデルマウスを用いて,がん深部に存在するがん細胞を生体内でリアルタイムに解析できる技術の開発に成功した。

この技術は,直径0.35mmの光ファイバーを生体組織に刺入することで,内視鏡のように内部の細胞を撮像することを特徴とする。したがって,組織深部まで細胞の撮像が可能であり,今回の研究では直径1 cmにも達する大きさのがんおいても,端から端までがん細胞を可視化することに成功している。

また,生体に対するダメージが非常に低く,同一個体で長期にわたり複数回の解析が可能。さらに,この技術は細胞を解析するために必要な分解能を有しているだけでなく,マルチカラーレーザーシステムを搭載しているため,複数種類の細胞を同時に解析することも可能となっている。

さらに,この研究ではハード面の開発に加えて,ソフト面での開発も実施した。今回の研究では撮像した動画データを顕微鏡像のように二次元画像として生成する技術を開発した。この技術を適用することで,生体においても摘出標本の一般的な顕微鏡像と同等のイメージングデータを取得することが可能であり,容易に細胞の空間情報を理解することができるという。

今回の研究では開発した技術を用いて,様々な抗がん剤に対する細胞応答を生体内で数週間に渡って解析することにも成功している。この実験では,古典的な抗がん剤の投薬によって,一部のがん細胞が多倍体化することを明らかにした。また,がん細胞の多倍体化は血管の密度が高い場所において,優先的に起こることも明らかにしている。

研究グループは,今後の研究開発により,基礎研究や創薬研究だけでなく,新しいがん診断法や治療効果の評価法など医療の発展にも貢献することが期待されるとしている。 

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