Imaging analysis of gene mutated cancer cells using peptide nucleic acid (PNA) probes

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K15299
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 50020:Tumor diagnostics and therapeutics-related
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: Shigeto Hajime 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (60805662)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: がん / 遺伝子変異 / 分子認識プローブ / イメージング

Outline of Final Research Achievements

Lung-cancer cells harbor the various gene mutations in the mRNA sequence of the Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR). Therefore, the imaging analysis of EGFR mutations is required for the treatment planning for non-small cell lung-cancers. This study focused on the imaging analysis of a single nucleotide substitute in EGFR mutated cancer cells. We developed three novel peptide nucleic acid (PNA)-DNA probes for recognizing and detecting the following three gene mutations in EGFR gene mutations. The probes emitted fluorescent dose-dependent signals against three target DNA and RNA. Using the PNA probes, we succeeded in discriminating three kinds of lung-cancer cell lines which have different EGFR mutation distinguished using the by fluorescence in situ hybridize (FISH) method.

Free Research Field

分子生物学、分子認識プローブ開発

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がん細胞はその発生の過程で様々な遺伝子変異を獲得する。これらの変異の有無が抗がん剤の奏効率に大きく影響することから、次世代シーケンサーを用いた遺伝子パネル検査が推奨されている。しかし解析を行う細胞の中に標的変異細胞が20％以上存在しなければ検出ができない、検査を行える施設が限られる等の問題を抱えている。本研究で開発した手法を用いることで、変異を持たない細胞の中から20％以下の遺伝子変異がん細胞を定量検出することが可能となる。さらに細胞チップ技術との融合による血中循環がん細胞の変異遺伝子解析や、血中循環がん細胞由来DNAの検出による低侵襲な超早期がん診断法への応用展開が期待できる。