2018 Fiscal Year Research-status Report
血中循環腫瘍細胞（CTC）を無染色で識別し、分取する装置の技術開発
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17K18180
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
尾高 正朗 早稲田大学, 重点領域研究機構, 研究助手 (90748948)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 血中循環腫瘍細胞（CTC） / 微細流路 / 単一細胞 / 細胞塊 / 画像認識 / 細胞ゲル包埋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
血中循環腫瘍細胞（CTC）を無染色で識別し、分取する装置の技術開発を進め、従来のセルソーターの光散乱強度計測や蛍光強度計測などでは取得できない画像情報から得られる「かたち」情報に基づいて細胞を選別する「マルチイメージング・セルソーター技術」によるCTCの回収を試みている。これにより従来の抗体標識／細胞サイズ分画技術では定量的解析や回収が困難なCTCのリアルタイムで解析し、回収した「細胞（塊）」の１細胞、1細胞塊レベルでのゲノム、発現解析、さらに再培養による分子マーカーの発現を相関的に比較し、上皮間葉転換(EMT)仮説やCTCの特性を生物学的な解明につながると考えている。
初年度、研究計画の骨格をなす、微細流路系、光学系、高速カメラ撮影、画像認識技術といったシステムの全体的な構築に成功し、また、生きた細胞のゲルへの包埋（カプセル化）技術を取り入れて（Odaka, M et al., Jpn. J. Appl. Phys., 2018）、微弱な外部電場のスイッチングによる効果的な分離技術の開発を進めた。
昨年度は、がんの培養細胞を移植したラットのがん細胞の転移モデルより血液を経時的に採取し、その血液中の大きな細胞（塊）を調査し、移植していない群と比較して移植したラットの血液にはより大きな細胞（塊）が存在することを明らかにした（Odaka, M et al., Micromachines, 2019）。さらに、より正確な画像認識のための前処理流路の検討にも成功した。
また、本研究を遂行することで所属機関・研究室の研究活動の発展に効果的に貢献し201た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度、研究計画の全体的なシステムの構築に成功し、昨年度は、ラットのがん細胞の転移モデルの血液でその血液中の大きな細胞（塊）を検出し、転移の際の指標になりえる可能性が見い出すことができた。また、より正確な細胞の検出技術として前処理流路の検討に成功し、回収技術として細胞のゲル包埋することで効果的な分離の可能性を見い出した。
しかしながら、CTCを認識・分離するための装置の基本的性能の確認や効果的な検出論理の十分な検討・検証に至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
構築中のマルチイメージング・セルソーターで、特に、微細加工した流路のデザイン、検体の処理速度（流す細胞の量）、細胞を回収（状態、正確性、効果）の能力といった詳細な評価項目、システム全体の性能を検証する。
また、包埋した培養細胞を処理し、細胞形状を認識し、判別し、生きた状態でより効果的に回収できるか検討する。
最終的に、ヒトがん細胞を含んだ検体を処理し、がん細胞を回収できる技術開発を試みる。さらに、回収した「細胞（塊）」の１細胞、1細胞塊レベルで、ゲノム、遺伝子発現解析する。また、再培養による分子マーカーの発現との相関を比較し、上皮間葉転換(EMT)仮説やCTCの特性を生物学的に解明・理解につなげる。
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| Causes of Carryover |
計画当初、購入を予定していた高速デジタルカメラを当該予算で購入せずに、検証を進めることができた。
本年度の執行予算と組み合わせて、物品・消耗品の購入、修理費等に割り当てる予定です。
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