オプティック・コードによる癌の悪制度を認識する新規バイオセンシング技術の開発

2007 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19300189
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: KAUL Sunil National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, セルエンジニアリング研究部門, 主任研究員 (10356751)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉崎 慎矢 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 研究員 (40415766) ; WADHWA Renu 独立行政法人産業技術総合研究所, セルエンジニアリング研究部門, 研究グループ長 (30371090)
• Keywords: 癌 / 細胞 / 抗体 / 内在化 / モータリン / 量子ドット / 診断 / デリバリー

Research Abstract

このプロジェクトは癌細胞特異的マーカーとナノ粒子を用いた早期癌診断ツールを開発することを目的としている。HSP70ストレスシャペロンであるモータリンが多くの不死化や腫瘍細胞において発現上昇していることは、タンパク質レベルのスクリーニングにより明らかになっている。本研究で、モータリンが癌細胞の細胞表面で高発現していることを明らかにした。この結果に基づき、抗モータリン抗体が癌細胞に特異的に内在化するか検証し、特定の抗体が癌細胞へ内在化する特性を有していることを明らかにした。内在化する抗体にFITC、もしくは蛍光ナノ粒子(量子ドット)を結合させることで、in vitroにおけるリアルタイムイメージングが可能となり、またこの蛍光付加抗体を細胞内へ内在化させることで、蛍光観察による追跡が可能な細胞を作製することができた。内在化する抗体に結合させた量子ドットは細胞毒性がなく、細胞の構造や機能的性質に大きな変化は見られなかった。次に量子ドット付加抗体の内在化効率、感受性、検出限界を検討したところ、作製した量子ドット付加抗体は癌細胞に非常に早く取り込まれ、複数回の細胞分裂を経ても検出可能であった。さらにこの抗体にDsRed発現プラスミドを付加したところ、癌細胞でのみDsRedを発現した。また、モータリン過剰発現細胞を使った実験から、抗体の内在化はモータリンの発現レベルに依存することが明らかになった。このことから、抗モータリン抗体は癌細胞特異的なキャリアや診断ツールとして応用可能であると考えられる。この結果は国内および海外の学会において高く評価され、すでに3報の論文が発表されている。現在はin vivoにおける細胞内在化量子ドットを利用した湿潤性癌細胞の検出法と、抗体と同等の機能を有し癌診断ツールとして応用可能な機能性ペプチドの開発を行なっている。

Research Products

• [Journal Article] An antibody-conjugated internalizing quantum dot suhable for long-term live imagingof cells. (2007)
  • Author(s): Kaul, Z., Yaguchi, T., Harada, J.I., Ikeda, Y., Hirano, T., Chiura, H.X., Kaul, S.C., and Wadhwa, R.
  • Journal Title: Biochein.Cell Biol. 85 Pages: 133-140
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantum dot-based mortalin staining as a visual assay fbr detection of inducedSenescence in cancer cells (2007)
  • Author(s): Kaul, Z., Yaguchi, T., Chiura, H.X., Kaul, S.C., and Wadhwa, R.
  • Journal Title: Ann. N.Y. Acad. Sci 1100 Pages: 368-372
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intemalizing antibody-based targeted gene delivery for human cancer cells (2007)
  • Author(s): Shiota, M., Ikeda, Y., Kaul, Z., Itadani, J., Kaul, S.C., and Wadhwa, R
  • Journal Title: Hum. Gene Ther 18 Pages: 1153-1160
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Use of qumtum dots for in vivo imaging,cell tracking and cancer diagnostics (2007)
  • Author(s): Kaul, Z., Yaguchi, T., Kaul, S.C., and Wadhwa, R
  • Organizer: SENECA2007.European Conference on Cancer and Ageing
  • Place of Presentation: Warsaw, Poland
  • Year and Date: 20071004-06
• [Presentation] Quantum dots for senescence inducing si-RNA screening and in vivo imaging (2007)
  • Author(s): Kaul, Z., Yaguchi, T., Shiota, M., Chiura, H.X., Kaul, S.C., and Wadhwa, R.
  • Organizer: 12th Congress of the International Association of Biomedical Gerontology(I.A.B, G)
  • Place of Presentation: Spetses Island, Greece
  • Year and Date: 20070520-24
• [Presentation] Geneiation of illuminating cells by novel internalizing antibody conjugated quantum dots (2007)
  • Author(s): Kaul, Z., Yaguchi, T., Chiura, H, X., Kaul, S.C., and Wadhwa, R.
  • Organizer: 80th Japanese Tissue Culture Association Meeting
  • Place of Presentation: Life Science Center, Osaka
  • Year and Date: 20070514-15