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Development of analytical methods of cfDNA in body fluid for early cancer diagnosis

Research Project

Project/Area Number 20K21491
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
Research InstitutionShowa University

Principal Investigator

Kato Masaru  昭和大学, 薬学部, 教授 (30332943)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords疾患の早期発見 / 医薬品の効果の評価 / 遺伝性疾患 / 尿 / cfDNA / バイオマーカー / 体液 / バイオマーカ / ナノ粒子 / 生体液 / 難治疾患 / 早期診断 / 粒子
Outline of Research at the Start

優れた診断法と治療法の開発によって、日本人の平均寿命は男女とも80歳を超えるようになったが、未だに癌やアルツハイマー病のように完治しない疾患が数多く残されている。有効な治療法のない疾患の中には、疾患の発見が早まれば既存の治療法で完治するものもある。つまり疾患をより早期に発見する手法は、現在、有効な治療法が存在しない難治疾患に対して、完治や発症を抑えることにつながり、新たに疾患で苦しむ人を増やさない、極めて有効な対策といえる。そこで本研究は、体液(尿及び循環血液)中に存在するがん由来のcfDNAを効率的に回収する粒子を開発し、がんの超早期診断に応用する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a simple, inexpensive method to efficiently extract and purify cfDNA of about 200 bp from urine samples. By using a commercially available purification kit (Monofas), it became possible to extract about 6,000 copies (12 copies/1 μL) of DNA present in 500 μL of urine in about 5 minutes. Furthermore, by combining it with particle purification, we succeeded in extracting about 600 copies (1.2 copies/1 μL) of DNA present in 5 mL of urine. Compared to commercially available urinary cfDNA purification kits, this method is a simple, inexpensive method that requires less time, yet has the same or better DNA purification efficiency. It is expected that this method can be used for the early detection of genetic diseases and evaluation of drug effects.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

開発したcfDNAの簡易精製法は、安価に短時間で効率的に尿中cfDNAの精製が可能であった。PCR法と組み合わせることで、遺伝性疾患の早期発見や薬の効果の評価に利用可能であると期待される。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Preliminary Investigation of a Rapid and Feasible Therapeutic Drug Monitoring Method for the Real-Time Estimation of Blood Pazopanib Concentrations2024

    • Author(s)
      Kato Masaru、Maruyama Shinichi、Watanabe Noriko、Yamada Risa、Suzaki Yuki、Ishida Masaru、Kanno Hiroshi
    • Journal Title

      The AAPS Journal

      Volume: 26 Issue: 3

    • DOI

      10.1208/s12248-024-00918-6

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Simple and rapid method for analysis of urinary vancomycin using solid phase extraction and fluorescence spectroscopy2023

    • Author(s)
      Oshima Yuki、Hori Mizuki、Matsumoto Miyu、Kato Masaru
    • Journal Title

      AAPS Open

      Volume: 9 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s41120-023-00071-y

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Extraction of urinary cell-free DNA by using triamine-modified silica particles for liquid biopsy2020

    • Author(s)
      Kato Masaru、Fujita Yumi、Iizuka Takuya、Nozaki Kyohei、Takano Sho、Funatsu Takashi、Sano Yoshihiro、Murayama Shuhei、Karasawa Koji
    • Journal Title

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      Volume: 412 Issue: 23 Pages: 5647-5652

    • DOI

      10.1007/s00216-020-02784-5

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 尿中cfDNAの効率的な精製法の開発2024

    • Author(s)
      福島 諒、中野 愛吹、小倉 唯奈、加藤 大
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] HPLCによる脂質ナノ粒子(LNP)の 品質評価法の開発2024

    • Author(s)
      中谷 優希 、舩津 大輔、森田 智香、山本 栄一、村山 希、 宮崎 将太、加藤 大
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 尿中バンコマイシン濃度を利用したバンコマイシン投与設計法の開発2024

    • Author(s)
      松本 未結、大島 有貴、印南 薫乃、加藤 大
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 尿中cfDNAの効率的な精製法の開発2023

    • Author(s)
      中野 愛吹、小倉 唯奈、細川 知佳子、福島 諒、加藤 大
    • Organizer
      第67回日本薬学会関東支部会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光法による尿中VCM濃度簡易測定法の開発2022

    • Author(s)
      第42回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • Organizer
      大島 有貴、堀 瑞季、松本 未結、加藤 大
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 尿中 cell free DNAの簡易精製法の開発2022

    • Author(s)
      細川 知佳子、小倉 唯奈、加藤 大
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 尿中 cfDNA の高効率な精製法の開発2021

    • Author(s)
      小倉 唯奈、加藤 大
    • Organizer
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 尿中 cfDNA の高効率な 精製法の開発2021

    • Author(s)
      加藤 大
    • Organizer
      新アミノ酸分析研究会第11回学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 尿中 cfDNA の高効率な 精製法の開発2021

    • Author(s)
      小倉 唯奈、渡辺倫子、加藤 大
    • Organizer
      第32回クロマトグラフィー科学会議
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 医療貢献を目指した分析化学2021

    • Author(s)
      加藤 大
    • Organizer
      第33回 バイオメディイカル分析科学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 昭和大学薬学部基礎薬学講座生体分析化学部門

    • URL

      https://www.showa-u.ac.jp/education/pharm/major/bachem.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
  • [Remarks] 昭和大学薬学部基礎薬学講座生体分析化学部門

    • URL

      http://www10.showa-u.ac.jp/~bachem/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-08-03   Modified: 2025-01-30  

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