希少細胞の高感度捕捉・選択的脱離回収フィルターの開発

Research Project

Project/Area Number	19K12858
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 90130:Medical systems-related
Research Institution	Toyama Industrial Technology Research and Development Center
Principal Investigator	寺田堂彦富山県産業技術研究開発センター, その他部局等, 主任研究員 (10454555)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000) Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000) Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	血中循環腫瘍細胞 / ナノファイバー / ポリエーテルスルホン
Outline of Research at the Start	研究期間の前半では、ナノメートルスケールのマテリアルが有する細胞への特殊な作用を利用して、抗原分子の発現が低いCTCであっても高い確率で捕捉するためのフィルターの開発を計画している。さらに、同後半では、捕捉した不均一な細胞群の中から、特定の抗原を発現している任意の一細胞を選択的に採取する技術の開発を計画している。
Outline of Annual Research Achievements	血中循環腫瘍細胞（CTC）とは、血中へ浸潤した腫瘍由来の細胞であり、有用なバイオマーカーとして注目されている。不均一なCTCの中には、幹細胞性を持った血中循環腫瘍幹細胞（CTSC）がわずかに含まれており、このCTSCは癌の転移・再発に深くかかわっているため、選択的に採取して、解析に供することが可能となれば、癌の転移・再発を抑制するための薬剤スクリーニング、治療法の選定、あるいは、新薬開発等のために非常に有用なツールとなる。本研究では、抗原分子の発現が低いCTCであっても高い確率で捕捉するためのナノファイバーフィルターの開発、そして、捕捉した不均一なCTCの中から、任意の一細胞、特にCTSCのみを選択的に回収する技術の確立を目的とする。初年度には、ポリエーテルスルホン（PES）を素材として、これまでに報告例のない細さのナノファイバーの作製に成功した。PESは、その分子構造中に易反応性の官能基を持たないため、CTCを捕捉するための抗体をナノファイバーの表面に固定することは容易ではない。そこで、酸素プラズマ処理により、化学修飾反応の標的となり得る官能基をPES表面に発生させることを試みた。その結果、非常に温和な処理条件であれば、ナノファイバーの形態を維持しながら、PES表面にカルボキシ基を発生させ得ることを確認した。この官能基に対して、いくつかの工程を経て蛍光色素を結合させたところ、PESナノファイバーの蛍光発色が確認されたことから、PESナノファイバー表面の官能基は、化学修飾反応の標的として機能することが確認された。さらに、同官能基に上皮細胞接着分子に対する抗体（坑EpCAM抗体）を結合させ、ヒト由来の株化ガン細胞（MCF7細胞）の捕捉実験を実施したところ、未修飾PESナノファイバー（1.8 %）よりも高い確率（99.1 %）で標的細胞を捕捉し得ることが示された。