がh細胞の転移能と接着力の関係解明に向けたAFM細胞間接着力計測

摘要

がh細胞の接着力はがh転移の進行に伴ってダイナミックに変化する。がh細胞は原発巣から血管に侵入し血流を循環した後、血管内皮細胞と接着し浸潤することで転移巣を形成するなど、がhの転移と接着には密接した関係があると考えられているが、その詳細な機構については未だ多くが解明されていない。がhの転移と接着の関係を解明するためには細胞間の接着力を定量的に測定可能な技術が必要となる。現在、細胞間接着力の測定には原子間力顕微鏡（Atomic force microscopy, AFM）を用いた方法がしばしば用いられている。しかし、多くの研究で用いられている方法はAFMカンチレバーへの細胞固定に接着分子等の表面修飾が必要であり、手間と時間がかかることが多い。我々は、直径 10 µm 程度の金属製お椀状粒子、マイクロカップを作製し AFMカンチレバー先端に取り付けることで簡便に細胞をカンチレバー側に捕捉・固定し、細胞間接着力を測定することを可能にした。本研究は、このカップチップを用いたAFM細胞間接着力測定技術を用いて、がh転移能と接着力の関係について調べることを目的とした。同じ系統の細胞株である低転移性マウス乳がh細胞株（4T1-LM）と高転移性マウス乳がh細胞株（FP10SC2）を用意した。また、がh転移時に血中のがh細胞が接着する標的となる内皮細胞のモデルとして、マウス骨髄由来内皮細胞株（BMEC）を用意した。がh細胞をカップチップで捕捉し他の細胞に対して0~60秒間接触させることで細胞間の接着力を測定した。得られたフォースカーブを解析し、最大破断力と破断に要する仕事をパラメータとして求めた。初めに低転移性がh細胞間の接着力と高転移性がh細胞間の接着力をそれぞれ測定した。その結果、転移能の高いがh細胞間の接着力は転移能の低いがh細胞間の接着力と比べて高いことが分かった。次に、低転移性、高転移性の両がh細胞と内皮細胞間の接着力を測定したところ、高転移性がh細胞と内皮細胞間の接着力がより大きいことが分かった。また、高転移性がh細胞と内皮細胞間の接着が完全に破断するまでの細胞伸展距離は、低転移性がh細胞と比較し高転移性がh細胞と内皮細胞間での破断において有意に長かった。これらの結果から、カップチップに捕捉されたがh細胞は浮遊状態のがh細胞、つまり血中循環腫瘍細胞（Circulating tumor cells, CTCs）に近い性質を模しているのではないかと考えた。転移能の上昇に伴い接着力が上昇するという結果は、がh転移の際に血中でのCTCクラスター形成や CTC の内皮細胞への接着に有利となる可能性を表しているのではないかと考えた。以上のように、転移能の上昇に伴い特定の状態のがh細胞の接着力が上昇することが明らかとなり、本研究の技術ががh転移能とがh細胞接着力の関係解明において有用であることがわかった。