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Development of technologies using circulating tumor cells for genetic analysis of cancer

Research Project

Project/Area Number 19K07746
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
Research InstitutionToyama Industrial Technology Research and Development Center

Principal Investigator

Ohnaga Takashi  富山県産業技術研究開発センター, その他部局等, 副主幹研究員 (10416133)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤井 努  富山大学, 学術研究部医学系, 教授 (60566967)
大塚 基之  東京大学, 医学部附属病院, 届出研究員 (90518945)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords血中循環腫瘍細胞 / 遺伝子解析 / シングルセル / ゲル / 細胞回収 / マイクロ流体デバイス / 癌遺伝子解析 / がんゲノム医療 / 高分子ゲル
Outline of Research at the Start

本研究では、癌ゲノム医療に不可欠な「患者さんの腫瘍の遺伝子を、必要時に繰り返し入手する方法」を確立するための基礎技術検討を行う。遺伝子の入手に血中循環腫瘍細胞(CTC)を利用できるよう、その捕捉には筆者らが既に開発したマイクロ流体デバイス“ポリマーCTCチップ”を使用する。捕捉した細胞はゲルに包埋された状態で取り扱えるようにし、全ての細胞を確実に、またシングルセルでも回収できる手法を検討する。遺伝子変異が既知の癌細胞株を用い、捕捉、回収、遺伝子解析の一連のプロセスを検証し、ゲル材料、ゲル化条件、遺伝子解析プロトコール(シングルセルも含む)等を最適化することを目指す。

Outline of Final Research Achievements

We developed liquid biopsy technologies using circulating tumor cells (CTCs) for genetic analysis of cancer. Cancer cell capture was performed with a microfluidic device “polymer CTC-chip” that we have developed earlier and novel cell recovery methods were developed here. An aqueous monomer mixture was fed to the chip that captured lung cancer cells having known gene mutations, and polymerized to be a gel. A small piece of gel containing the cells could be picked up and the cells were isolated finally by resolving the gel in a PCR tube. The obtained cells were genetically analyzed and the mutation was successfully detected without problems caused by chemicals used for the gel.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

CTCによる癌の遺伝子解析が可能となれば、低侵襲で継続的に繰り返し患者さんの遺伝子情報を得ることができるようになり、癌の診断、治療、モニタリングに革命的な変化をもたらす。さらに癌が転移能や薬剤耐性などを獲得するプロセスを詳細に解析できるようになり、それらのメカニズム解明、さらには創薬開発へと繋げることが期待できる。またCTCは癌の情報全体を与える成分を有しており、ctDNAなど他のLiquid Biopsyの対象物にはない特徴を有する。以上の点は国が推進する「がんゲノム医療」に大きく寄与するものであり、癌制圧に大きく寄与することが予想される。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (8 results)

  • [Journal Article] Prognostic impact of circulating tumor cells detected with the microfluidic "universal CTC-chip" for primary lung cancer2022

    • Author(s)
      Masatoshi Kanayama, Taiji Kuwata, Masataka Mori, Yukiko Nemoto, Natsumasa Nishizawa, Rintaro Oyama, Hiroki Matsumiya, Akihiro Taira, Shinji Shinohara, Masaru Takenaka, Kazue Yoneda, Koji Kuroda, Takashi Ohnaga, Fumihiro Tanaka
    • Journal Title

      Cancer Science

      Volume: 113 Issue: 3 Pages: 1028-1037

    • DOI

      10.1111/cas.15255

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Using the polymeric circulating tumor cell chip to capture circulating tumor cells in blood samples of patients with colorectal cancer2020

    • Author(s)
      Kure K, Hosoya M, Ueyama T, Fukaya M, Sugimoto K, Tomiki Y,Ohnaga T, Sakamoto K, Komiyama H.
    • Journal Title

      Oncl Lett

      Volume: 19 Pages: 2286-2294

    • DOI

      10.3892/ol.2020.11335

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Detection of circulating colorectal cancer cells by a custom microfluid system before and after endoscopic metallic stent placement2019

    • Author(s)
      REI ISHIBASHI, SHUNTARO YOSHIDA, NARIAKI ODAWARA, TAKAHIRO KISHIKAWA, RYO KONDO, AYAKO NAKADA, RYUNOSUKE HAKUTA, NAMINATSU TAKAHARA, ERI TANAKA, KAZUMA SEKIBA, TAKAHIRO SEIMIYA, TAKASHI OHNAGA, MOTOYUKI OTSUKA and KAZUHIKO KOIKE
    • Journal Title

      ONCOLOGY LETTERS

      Volume: 18 Pages: 6397-6404

    • DOI

      10.3892/ol.2019.11047

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] CTC遺伝解析システム構築の基礎検討~光硬化ゲルによるChip上の細胞保持~2023

    • Author(s)
      松宮弘喜、小山倫太郎、眞鍋尭彦、根本有希、澤夏將、本多陽平、森將鷹、金山雅俊、 桒田泰治、竹中賢、田嶋裕子、黒田耕志、 大永崇、田中文系
    • Organizer
      第7回Liquid Biopsy研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 抗原抗体反応を利用したマイクロ流体デバイスによる 多様な癌細胞の単離・回収とゲノム解析2022

    • Author(s)
      大永崇、石橋嶺、大塚基之、嶋田裕
    • Organizer
      第40 回 日本ヒト細胞学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 高分子マイクロ流体デバイス CTC-chip を利用した single cell の ターゲットシーケンス2022

    • Author(s)
      小山 倫太郎、根本 有希子、松宮 弘喜、西澤 夏將、本多 陽平、 森 將鷹、金山 雅俊、平良 彰浩、桑田 泰治、竹中 賢、田嶋 裕 子、黒田 耕志、米田 和恵、大永 崇、田中 文啓
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 凍結PBMCを用いたCTC-chipでの循環腫瘍細胞捕捉系の確立2021

    • Author(s)
      森將鷹
    • Organizer
      第5回Liquid Biopsy研究会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] CTC(血中循環腫瘍細胞)捕捉用流路内における挙動の解析2021

    • Author(s)
      辻野紘大
    • Organizer
      日本機械学会 北信越支部
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 大腸癌患者血液検体からの流体 CTC チップを用いた循環腫瘍細胞 検出2020

    • Author(s)
      深谷緑
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] "Universal CTC-chip"によるEMT を起こした循環腫瘍細胞の捕捉システム確立に向けた検討2020

    • Author(s)
      金山雅俊、森 將鷹、桑田泰治、米田和恵、大永 崇、田中文啓
    • Organizer
      第4回Liquid Biopsy 研究会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Detection of circulating tumor cells (CTCs) with polymeric CTC-chip or LiquidBiopsyTM system in primary lung cancer2019

    • Author(s)
      米田和恵、大永 崇、田中文啓
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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