Name: 薬物スクリーニングのための三次元脳腫瘍スフェロイドの代謝プロファイリングの進歩 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-05T13:40:00.000+00:00
Duration: 6 min 50 s
Description: 学ぶ 3Dグリオーマスフェロイドを用いた代謝プロファイリングプラットフォームの構築方法。Seahorse技術による細胞外フラックス解析で、薬物応答と耐性機構を評価し、がん治療戦略の開発に貢献します。

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<ol><li>Wu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glioblastoma+multiforme+%28GBM%29%3A+An+overview+of+current+therapies+and+mechanisms+of+resistance%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Res%22%5BJournal%5D)">Glioblastoma multiforme (GBM): An overview of current therapies and mechanisms of resistance.</a> Pharmacol Res. 171, 105780(2021).</li>
<li>Crowley, A. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((85th+annual+report+on+medical+education+in+the+United+States.+Executive+summary%5BTitle%5D)+AND+%22Jama%22%5BJournal%5D)">85th annual report on medical education in the United States. Executive summary.</a> Jama. 254 (12), 1553-1554 (1985).</li>
<li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nutritionally+physiological+cell+culture+medium+and+3D+culture+influence+breast+tumor+proteomics+and+anticancer+drug+effectiveness%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmacol+Res%22%5BJournal%5D)">Nutritionally physiological cell culture medium and 3D culture influence breast tumor proteomics and anticancer drug effectiveness.</a> Pharmacol Res. 210, 107519(2024).</li>
<li>Edmondson, R., Broglie, J. J., Adcock, A. F., Yang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+cell+culture+systems+and+their+applications+in+drug+discovery+and+cell-based+biosensors%5BTitle%5D)+AND+%22Assay+Drug+Dev+Technol%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional cell culture systems and their applications in drug discovery and cell-based biosensors.</a> Assay Drug Dev Technol. 12 (4), 207-218 (2014).</li>
<li>Bahl, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growing+desmoplastic+three-dimensional+pancreatic+cancer+spheroids+from+coculture%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Growing desmoplastic three-dimensional pancreatic cancer spheroids from coculture.</a> J Vis Exp. 211, e66625(2024).</li>
<li>Faubert, B., Solmonson, A., Deberardinis, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+reprogramming+and+cancer+progression%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Metabolic reprogramming and cancer progression.</a> Science. 368 (6487), eaaw5473(2020).</li>
<li>Baksh, S. C., Finley, L. W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+diversity+drives+cancer+cell+invasion%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Metabolic diversity drives cancer cell invasion.</a> Nature. 605 (7911), 627-628 (2022).</li>
<li>Yoshida, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+reprogramming%3A+The+emerging+concept+and+associated+therapeutic+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Clin+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Metabolic reprogramming: The emerging concept and associated therapeutic strategies.</a> J Exp Clin Cancer Res. 34, 111(2015).</li>
<li>Plitzko, B., Loesgen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measurement+of+oxygen+consumption+rate+%28OCR%29+and+extracellular+acidification+rate+%28ECAR%29+in+culture+cells+for+assessment+of+the+energy+metabolism%5BTitle%5D)+AND+%22Bio+Protoc%22%5BJournal%5D)">Measurement of oxygen consumption rate (OCR) and extracellular acidification rate (ECAR) in culture cells for assessment of the energy metabolism.</a> Bio Protoc. 8 (10), e2850(2018).</li>
<li>Hong, X., Muñoz-Cánoves, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Measuring+oxygen+consumption+rate+%28OCR%29+and+extracellular+acidification+rate+%28ECAR%29+in+muscle+stem+cells+using+a+Seahorse+analyzer%3A+Applicability+for+aging+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Measuring oxygen consumption rate (OCR) and extracellular acidification rate (ECAR) in muscle stem cells using a Seahorse analyzer: Applicability for aging studies.</a> Methods Mol Biol. 2640, 73-88 (2023).</li>
<li>Yoo, I., Ahn, I., Lee, J., Lee, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+flux+assay+%28Seahorse+assay%29%3A+Diverse+applications+in+metabolic+research+across+biological+disciplines%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cells%22%5BJournal%5D)">Extracellular flux assay (Seahorse assay): Diverse applications in metabolic research across biological disciplines.</a> Mol Cells. 47 (8), 100095(2024).</li>
<li>Kapałczyńska, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+and+3D+cell+cultures+-+a+comparison+of+different+types+of+cancer+cell+cultures%5BTitle%5D)+AND+%22Arch+Med+Sci%22%5BJournal%5D)">2D and 3D cell cultures - a comparison of different types of cancer cell cultures.</a> Arch Med Sci. 14 (4), 910-919 (2018).</li>
<li>Rybkowska, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+metabolic+changes+between+monolayer+%282D%29+and+three-dimensional+%283D%29+culture+conditions+in+human+mesenchymal+stem%2Fstromal+cells+derived+from+adipose+tissue%5BTitle%5D)+AND+%22Cells%22%5BJournal%5D)">The metabolic changes between monolayer (2D) and three-dimensional (3D) culture conditions in human mesenchymal stem/stromal cells derived from adipose tissue.</a> Cells. 12 (1), 178(2023).</li>
<li>Białkowska, K., Komorowski, P., Bryszewska, M., Miłowska, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spheroids+as+a+type+of+three-dimensional+cell+cultures-examples+of+methods+of+preparation+and+the+most+important+application%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Mol+Sci%22%5BJournal%5D)">Spheroids as a type of three-dimensional cell cultures-examples of methods of preparation and the most important application.</a> Int J Mol Sci. 21 (17), 6225(2020).</li>
<li>Pinto, B., Henriques, A. C., Silva, P. M. A., Bousbaa, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+spheroids+as+in+vitro+preclinical+models+for+cancer+research%5BTitle%5D)+AND+%22Pharmaceutics%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional spheroids as in vitro preclinical models for cancer research.</a> Pharmaceutics. 12 (12), 1186(2020).</li>
<li>Juarez-Moreno, K., Chávez-García, D., Hirata, G., Vazquez-Duhalt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monolayer+%282D%29+or+spheroids+%283D%29+cell+cultures+for+nanotoxicological+studies%3F+Comparison+of+cytotoxicity+and+cell+internalization+of+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Toxicol+In+Vitro%22%5BJournal%5D)">Monolayer (2D) or spheroids (3D) cell cultures for nanotoxicological studies? Comparison of cytotoxicity and cell internalization of nanoparticles.</a> Toxicol In Vitro. 85, 105461(2022).</li>
<li>Renner, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+fully+automated+high-throughput+workflow+for+3D-based+chemical+screening+in+human+midbrain+organoids%5BTitle%5D)+AND+%22Elife%22%5BJournal%5D)">A fully automated high-throughput workflow for 3D-based chemical screening in human midbrain organoids.</a> Elife. 9, e52904(2020).</li>
<li>Beaufort, I. N., et al. Author commentary on Ilse N. Beaufort et al. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBeaufort%2C+IN+%22Endoscopy%22">Endoscopy</a>. 56 (5), v6(2024).</li>
<li>Liu, D., Chen, S., Win Naing, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+manufacturing+capabilities+of+cell+spheroid+generation+technologies+and+future+development%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol+Bioeng%22%5BJournal%5D)">A review of manufacturing capabilities of cell spheroid generation technologies and future development.</a> Biotechnol Bioeng. 118 (2), 542-554 (2021).</li>
<li>Trettner, K. J., Hsieh, J., Xiao, W., Lee, J. S. H., Armani, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nondestructive%2C+quantitative+viability+analysis+of+3D+tissue+cultures+using+machine+learning+image+segmentation%5BTitle%5D)+AND+%22APL+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Nondestructive, quantitative viability analysis of 3D tissue cultures using machine learning image segmentation.</a> APL Bioeng. 8 (1), 016121(2024).</li>
<li>Dominijanni, A. J., Devarasetty, M., Forsythe, S. D., Votanopoulos, K. I., Soker, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell+viability+assays+in+three-dimensional+hydrogels%3A+A+comparative+study+of+accuracy%5BTitle%5D)+AND+%22Tissue+Eng+Part+C+Methods%22%5BJournal%5D)">Cell viability assays in three-dimensional hydrogels: A comparative study of accuracy.</a> Tissue Eng Part C Methods. 27 (7), 401-410 (2021).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>10cm皿</td><td>コーニング</td><td>430167</td><td></td></tr><tr><td>15 mL遠心分離管</td><td>コーニング</td><td>430791</td><td></td></tr><tr><td>50 mL遠心分離管</td><td>コーニング</td><td>430828</td><td></td></tr><tr><td>カルセイン、AM</td><td>インビトロゲン</td><td>C1430</td><td></td></tr><tr><td>伯爵夫人3</td><td>サーモフィッシャー</td><td></td><td>自動セルカウンター</td></tr><tr><td>ウシ胎児血清</td><td>ギブコ</td><td>A5669701</td><td></td></tr><tr><td>ハーモニー 5.2</td><td>パーキンエルマー</td><td></td><td>イメージングソフトウェア</td></tr><tr><td>ヘクスト 33342</td><td>ソーラービオ</td><td>C0031</td><td></td></tr><tr><td>MEM EBSS媒体</td><td>ハイクローン</td><td>SH30024.01</td><td></td></tr><tr><td>オペレッタCLS</td><td>パーキンエルマー</td><td></td><td>ハイコンテント画像解析システム</td></tr><tr><td>PBSの</td><td>ハイクローン</td><td>SH30256.01</td><td></td></tr><tr><td>Poly-D臭化水素酸リジン</td><td>シグマ&nbsp;</td><td>P7280</td><td></td></tr><tr><td>丸底超低付着96ウェルプレート</td><td>コーニング</td><td>4515</td><td></td></tr><tr><td>Seahorse Waveデスクトップソフトウェア</td><td>アジレント</td><td></td><td></td></tr><tr><td>タツノオトシゴXFe96</td><td>アジレント</td><td></td><td>体外代謝試験機</td></tr><tr><td>ソルバルST8R</td><td>サーモフィッシャー</td><td></td><td>遠心機</td></tr><tr><td>トリプシン 0.25% EDTA</td><td>ギブコ</td><td>25200072</td><td></td></tr><tr><td>U87MG細胞株&nbsp;</td><td>細胞資源の国家インフラ</td><td></td><td></td></tr><tr><td>XF 1.0 M グルコース溶液、50 mL</td><td>アジレント</td><td>103577-100</td><td></td></tr><tr><td>XF 100 mM ピルビン酸溶液、50 mL</td><td>アジレント</td><td>103578-100</td><td></td></tr><tr><td>XF 200 mM グルタミン溶液、50 mL</td><td>アジレント</td><td>103579-100</td><td></td></tr><tr><td>XF 校正液 500 mL&nbsp;</td><td>アジレント</td><td>100840-000</td><td></td></tr><tr><td>XF細胞水戸ストレステストキット</td><td>アジレント</td><td>103015-100</td><td></td></tr><tr><td>XF DMEM 培地、pH 7.4、500 mL</td><td>アジレント</td><td>103575-100</td><td></td></tr><tr><td>XFe96/XF Pro Fluxpak検出プローブアレイ</td><td>アジレント</td><td>103792-100</td><td></td></tr><tr><td>XFe96/XF Pro Fluxpak-メタボリックアッセイプレート</td><td>アジレント</td><td>103792-100</td><td></td></tr></tbody></table>

薬物スクリーニングのための三次元脳腫瘍スフェロイドの代謝プロファイリングの進歩

Advancements in the Metabolic Profiling of Three-Dimensional Brain Tumor Spheroids for Drug Screening

3D細胞スフェロイドのエネルギー代謝検出プロセスにおいて最も重要な3つのステップは、3D細胞スフェロイドの培養、スフェロイド転移プロセス、検出後のスフェロイドのイメージングと定量化です(図1)。さらに、細胞スフェロイドの状態を観察することは非常に重要です。上記の実験手順に従って実験を行うと、5日目 にスフェロイドが検出され(図2)、スフェロイドは平均面積約50,000μm²まで成長しました(表3)。細胞スフェロイドの成長時間を延長したい場合は、7〜10日に延長することができます。代謝アッセイプレートの底部領域によって制限されるため、検出される細胞スフェロイドは大きすぎてはいけません。細胞スフェロイドを移す過程で、スフェロイドが適切かつ正確に捕捉されないと、スフェロイドの損失も発生し、実験結果に影響を与えます。したがって、実験後、細胞外フラックス測定値を校正し、実験結果の信頼性を確保するために、ハイコンテント分析(図3</s...

Brain tumors, especially gliomas, are challenging to treat because of their aggressive nature, complex tumor microenvironment, and resistance to ...

advancements-metabolic-profiling-three-dimensional-brain-tumor

Research

JoVE Journal

Cancer Research

がん研究

周囲の正常組織への浸潤は、悪性腫瘍の決定的な特徴です。ここでは、進行したヒトがんの多くのモデルで例示されている天然の3Dバイオマトリックスへの浸潤のシンプルな半自動マイクロプレートアッセイを提供します。...

三次元（3D）腫瘍スフェロイド浸潤アッセイ

患者由来の多形性膠芽腫の異種移植片は、3Dヒトバイオゲル培養システムを使用して生きた微小腫瘍に小型化することができます。このin vivo様3D腫瘍アッセイは、薬物反応試験やキノミクス解析を含む分子プロファイリングに適しています。...

Kinomicプロファイリングと薬物反応検査のための3D人間バイオゲル培養システムと患者由来の神経膠芽腫細胞を用いた微小腫瘍の発生

ここでは、メソッドは、膵臓がん細胞と線維芽細胞、細胞外フラックス アナライザーを使用して代謝機能の測定に続いての 3 次元 (3 D)...

準備と膵臓癌細胞と線維芽細胞の共培養を 3 次元回転楕円体の代謝アッセイ

さまざまな病気の徴候でもっと生理学的に関連するモデル開発およびに実装した創薬プログラムであります。ここで説明した新しいモデルのシステムは、回転楕円体を培養し、新しい抗がん剤を検索する高スループット 1536 ウェル プレート ベース...

創薬スクリーニングの高スループット三次元腫瘍回転楕円体の生成

光コヒーレンストモグラフィ...

光コヒーレンストモグラフィーを用いた三次元腫瘍回転楕円体の縦断的形態学的および生理学的監視

ヒストンデアセチラーゼ(HDAC)阻害剤を用いた三次元(3D)侵入アッセイにおけるグリオーマ癌細胞移動に対する移行抑制剤の効果は、高分解能共焦点顕微鏡によって特徴付けられる。...

高分解能共焦点顕微鏡による3D腫瘍スフェロイド侵入に対する移動性阻害剤の効果の特徴

ここでは、神経膠芽腫に対する使いやすい侵入アッセイについて述べています。このアッセイは、神経膠芽腫幹細胞に適しています。侵略、移動、および拡散を容易に定量化するためのフィジーのマクロも説明されています。...

神経膠芽腫の3次元スフェロイドモデル

これらのプロトコルは、タツノオトシゴの細胞外フラックス分析を使用して、3Dがん細胞株由来スフェロイドにおけるミトコンドリアエネルギー代謝を調べるのに役立ちます。...

細胞外フラックス解析を用いた単一3D微細組織スフェロイドのミトコンドリアエネルギー代謝の探索

本プロトコルは、初代がん細胞から3D腫瘍培養モデルを生成し、細胞生存率アッセイおよび顕微鏡検査を使用して薬物に対するそれらの感受性を評価することを記載しています。...

患者由来の腫瘍サンプルから3次元スフェロイドを樹立し、薬物に対する感受性を評価

この記事では、3次元腫瘍スフェロイドを構築するための標準化された方法を示します。また、自動イメージングシステムを用いたスフェロイド観察と画像ベースの深層学習解析の戦略についても説明します。...

医薬品評価研究のための3D腫瘍スフェロイドの作製

学ぶ 3Dグリオーマスフェロイドを用いた代謝プロファイリングプラットフォームの構築方法。Seahorse技術による細胞外フラックス解析で、薬物応答と耐性機構を評価し、がん治療戦略の開発に貢献します。

薬物スクリーニングのための三次元脳腫瘍スフェロイドの代謝プロファイリングの進歩

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