2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of diagnosis system for circulating tumor cells
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19H04495
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
片岡 正俊 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (20224438)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 循環がん細胞 / 一細胞解析 / がん幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん原発巣から血管中に遊離して血中を循環し遠隔臓器での転移巣形成に働き、予後や治療効果の判定に利用できる血中循環がん細胞 (Circulating tumor cell, CTC) を対象に、CTCを正確な定量検出に応用できる多重免疫染色が可能な平板全面細胞単層配列法、さらに標的一細胞を回収できる細胞ピンセットの開発を行う。平板なスライドガラス大のポリスチレン製基板上で基板全面に約1,500万個単位の白血球を単層配列後、上皮マーカーを含む免疫多重染色を行うことでがん細胞の多様性に対応できるCTCの定量検出と、一細胞レベルでの位置特定化が可能な基板を作成する。またCTC中に含まれ遠隔臓器で分化・増殖の中心的役割を働くがん幹細胞を、CTC検出と同時に試みる。
CTCは血液中で短時間でアポトーシスにより死滅すると考えられるが、CTC中にごく一部存在するがん幹細胞は遠隔臓器に定着・増殖することで転移巣を形成すると考えられる。幹細胞検出マーカーとして複数のタンパク質が報告されているが、開発する平板基板では、免疫多重染色が容易で、CD133など複数のマーカー候補を用いた染色を行いCTCからがん幹細胞の一細胞レベルでの検出を行う。
さらに、位置特定化されたCTCの回収を目的に、微細加工技術を用いて細胞用ピンセットの開発を進める。標的とするがん細胞を一細胞レベルで回収することで、遺伝子発現解析や細胞機能解析が可能となり、強力ながん診断デバイスになる。
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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
全面細胞単層配列法では、1,500万個の白血球の単層配列と免疫多重染色でがん細胞の特定化が可能になる。そこで、すい臓や肝臓がん患者など消化器系がん患者血液を用いて全面細胞単層配列法でのCTC検出を行った。計１０人のがん患者でCTC検出が可能となり、すい臓がん患者ではEpCAM陰性CTCの検出に成功している。さらに抗がん剤治療開始前と開始後２週間でCTC数の比較検討を行った場合、画像上で薬剤効果が確認される前に有意にCTC数の減少が確認され、治療効果判定への応用性の高さを示した。
細胞ピンセットの標的一細胞捕捉・回収能力は、マイクロチャンバーを用いた標的一細胞の回収と遺伝子発現解析を実証した。
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| Strategy for Future Research Activity |
前述の平板基板改良を進め平板での標的細胞位置特定化を容易とする改良基板を用いて、細胞ピンセットの標的一細胞捕捉・回収さらに遺伝子解析を通じた実証試験を行う。
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