Development and clinical application of novel detection technologies for circulating tumor cells

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03728
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55020:Digestive surgery-related
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: Takeuchi Hiroya 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20265838)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平松 良浩 浜松医科大学, 医学部, 特任准教授 (00397390) ; 菊池 寛利 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (70397389) ; 松本 知拓 浜松医科大学, 医学部, 助教 (10867229) ; 村上 智洋 浜松医科大学, 医学部附属病院, 診療助教 (60897510) ; 神谷 欣志 浜松医科大学, 医学部附属病院, 講師 (20324361)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 循環腫瘍細胞 / 定量位相顕鏡 / フローサイトメーター / negative selection / 人工知能 / 画像認証

Outline of Final Research Achievements

We developed a two-dimensional imaging flow cytometry (2D-IFCM) for the detection of circulating tumor cells (CTCs) based on the subcellular structure of the quantitative phase microscopy images. We further developed a prototype of hybrid IFCM consisting of 2D-IFCM and 3D-IFCM. Using 2D- and hybrid IFCMs, CTC candidate cells were detected within peripheral blood nucleated cells obtained from healthy volunteers and cancer patients.

Free Research Field

消化器外科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

既存のCTC検出方法のほとんどは表面マーカーを用いた細胞の選別であるのに対し、本手法は光学的技術を用いた細胞形態の詳細な観察と人工知能（AI）を用いた画像認証システムを組み合わせた全く新しいCTC検出法であり極めて独創的である。本手法は細胞表面マーカーを用いないため細胞に与える影響が最小限であり、新たなCTCの生物学的解析を可能とする。CTCの基礎研究の飛躍的な発展が期待されるのみならず、臨床応用によって癌診療に革命を起こす可能性もあり、世界に与えるインパクトは非常に大きい。