シングルセル空間画分解析に向けたマイクロ流体前処理技術の開発

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17KK0135
• Research Institution: Kagawa University
• Principal Investigator: 寺尾 京平 香川大学, 工学部, 准教授 (80467448)
• Project Period (FY): 2017 – 2019
• Keywords: マイクロ・ナノデバイス / バイオ関連機器

Outline of Annual Research Achievements

代表者が開発を進めている臓器や細胞集団から特定の区画の細胞サンプルを回収する技術について、サンプル内部に含まれるRNA分子の網羅解析を行うことを本研究で計画している。既存の様々な発現解析技術は強力なツールであるが、解析装置に入れるまでのサンプル回収と前処理工程に関しては、現状では、空間情報を失う、微小サンプルの前処理が困難という課題がある。回収技術は継続して開発し、稼働可能な状態であるため、その次工程の夾雑物の除去と反応（逆転写・増幅）を行う簡便な前処理技術および解析対象のサンプルの調製が必要である。そこで、国際共同研究に基づき、標的のRNA分子を精製・増幅し、解析に必要な前処理を行うマイクロ流体デバイスの開発および必要な生体サンプル調製に取り組む。現在までに渡航先受入研究者のキュリー研究所Viovy博士と渡航に向けた準備についてやり取りを進めており、順調に推移している。また国内で実施する細胞サンプルの回収技術については継続して開発に取り組み安定に稼働できる状態にある。今後、渡航期間中に、研究代表者がマイクロ流体デバイスおよび磁気ピンセットの改善等を行い、臨床サンプルや再構築臓器などを用いた実証実験を行う。また、前処理手法を高感度なシングルセル解析に利用するためには、微小なドロップレットによるRNA精製と反応が必要である。現時点ではドロップレットと磁気ビーズの基本的な物理現象の把握の点で課題が残されていることから、Viovy教授のチームで、シングルセルレベルの解析を安定に行うべく、基礎検討を進める。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

近年、微小サンプルのRNAをターゲットにした発現解析が様々な分野で注目されており、特にがん研究における強力な手段として期待されている。そのため、基課題の技術で回収する微小量の細胞サンプルについて、その内部に含まれるRNA分子の網羅解析を行うことが求められている。既存の様々な発現解析技術は強力なツールであるが、解析装置に入れるまでのサンプル回収と前処理工程に関しては、現状では、空間情報を失う、微小サンプルの前処理が困難という課題がある。基課題でサンプル回収技術は開発しているため、その次工程の夾雑物の除
去と反応（逆転写・増幅）を行う簡便な前処理技術および解析対象のサンプルの調製が必要である。そこで、国際共同研究に基づき、標的のRNA分子を精製・増幅し、解析に必要な前処理を行うマイクロ流体デバイスの開発および必要な生体サンプル調製に取り組む計画を立てている。現在までに渡航先受入研究者のキュリー研究所Viovy博士と渡航に向けた準備についてやり取りを進めており、順調に推移している。また国内で実施する細胞サンプルの回収技術については継続して開発に取り組み安定に稼働できる状態にある。

Strategy for Future Research Activity

これまでに我々が開発した臓器から微小サンプルを回収する技術に合わせて、サンプルをドロップレットに移すための溶液操作技術の開発を国内で行う計画である。回収サンプルをマイクロピペットでデバイスに導入しドロップレット化する。外国機関で開発する技術と平行して取り組むことが可能である。研究代表者とキュリー研究所Viovy博士との日本―フランス間の国際共同研究を推進する。
具体的には渡航期間中に、研究代表者がマイクロ流体デバイスおよび磁気ピンセットの改善などを行い、臨床サンプルや再構築臓器などを用いた実証実験を行う。また、前処理手法を高感度なシングルセル解析に利用するためには、微小なドロップレットによるRNA精製と反応が必要である。現時点ではドロップレットと磁気ビーズの基本的な物理現象の把握の点で課題が残されていることから、Viovy教授のチームで、シングルセルレベルの解析を安定に行うべく、基礎検討を進める。