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Imaging analysis of gene mutated cancer cells using peptide nucleic acid (PNA) probes

Research Project

Project/Area Number 18K15299
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

Shigeto Hajime  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (60805662)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsがん / 遺伝子変異 / 分子認識プローブ / イメージング / PNA / イメージング解析 / 肺がん / 抗癌剤耐性 / 核酸プローブ / 癌 / プローブ / 遺伝子 / 細胞
Outline of Final Research Achievements

Lung-cancer cells harbor the various gene mutations in the mRNA sequence of the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR). Therefore, the imaging analysis of EGFR mutations is required for the treatment planning for non-small cell lung-cancers. This study focused on the imaging analysis of a single nucleotide substitute in EGFR mutated cancer cells. We developed three novel peptide nucleic acid (PNA)-DNA probes for recognizing and detecting the following three gene mutations in EGFR gene mutations. The probes emitted fluorescent dose-dependent signals against three target DNA and RNA. Using the PNA probes, we succeeded in discriminating three kinds of lung-cancer cell lines which have different EGFR mutation distinguished using the by fluorescence in situ hybridize (FISH) method.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん細胞はその発生の過程で様々な遺伝子変異を獲得する。これらの変異の有無が抗がん剤の奏効率に大きく影響することから、次世代シーケンサーを用いた遺伝子パネル検査が推奨されている。しかし解析を行う細胞の中に標的変異細胞が20%以上存在しなければ検出ができない、検査を行える施設が限られる等の問題を抱えている。本研究で開発した手法を用いることで、変異を持たない細胞の中から20%以下の遺伝子変異がん細胞を定量検出することが可能となる。さらに細胞チップ技術との融合による血中循環がん細胞の変異遺伝子解析や、血中循環がん細胞由来DNAの検出による低侵襲な超早期がん診断法への応用展開が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Analysis of single nucleotide-mutated single-cancer cells using the combined technologies of single-cell microarray chips and peptide nucleic acid-DNA probes2020

    • Author(s)
      Shigeto H, Akiyama Y et al.
    • Journal Title

      Micromachines

      Volume: 11 Issue: 7 Pages: 628-628

    • DOI

      10.3390/mi11070628

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Imaging analysis of EGFR mutated cancer cells using peptide nucleic acid (PNA)?DNA probes2019

    • Author(s)
      Shigeto Hajime、Ohtsuki Takashi、Iizuka Akira、Akiyama Yasuto、Yamamura Shohei
    • Journal Title

      The Analyst

      Volume: 144 Issue: 15 Pages: 4613-4621

    • DOI

      10.1039/c9an00725c

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] PNAプローブを用いたEGFR遺伝子変異癌細胞のイメージング検出法の開発2019

    • Author(s)
      重藤 元、大槻高史、飯塚明、秋山靖人、山村 昌平
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ペプチド核酸プローブを用いたEGFR変異癌細胞検出法の検討2019

    • Author(s)
      重藤 元、大槻高史、秋山靖人、山村 昌平
    • Organizer
      日本化学会 第99春季年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 1細胞マイクロアレイチップを用いた各種細胞の特性評価2018

    • Author(s)
      山村 昌平、山田 恵理子、木村 蕗子、宮島 久美子、重藤 元
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第37回研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ペプチド核酸を用いた抗癌剤耐性癌細胞の検出プローブの開発2018

    • Author(s)
      重藤 元、大槻高史、秋山靖人、山村 昌平
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] RNA上の二つの変異を同時に検出する新規プローブの開発2018

    • Author(s)
      柳井宏太、渡邉和則、重藤 元、山村 昌平、大槻高史
    • Organizer
      日本化学会中国四国支部大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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