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2023 Fiscal Year Annual Research Report

ナノワイヤに基づく細胞外小胞の層別化法の創出と疾病診断への展開

Research Project

Project/Area Number 21H01960
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

安井 隆雄  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (00630584)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Keywordsナノワイヤ / 細胞外小胞 / microRNA / 膜タンパク質 / 脂質
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、これまでに申請者が開発してきたナノ空間制御による細胞外小胞の捕捉技術とmicroRNA解析技術を進展させ、細胞外小胞の直径・膜タンパク質に表面電荷を加えた層別化法の創出と、層別化される細胞外小胞に内包されるmicroRNAのpathway解析による細胞内機能の顕在化を目的にした。昨年度までの研究において、原子層堆積装置のサイクル数を変化させ、ZnO/SiO2のコアシェルナノワイヤの直径を変化させることや、ナノワイヤ間隔の制御、ZnO/Al2O3などの酸化物に応じた吸着様式の変化などを確認している。また、今回用いているナノワイヤはアスペクト比が大きいため、乾燥時の溶媒の界面力によってナノワイヤの形が変形することにより、ナノワイヤの間隙の制御とサイズによる層別化も達成できた。本年度は、膜タンパク質の凹凸表面を原子層堆積装置によるナノワイヤ表面への作製による形に応じた吸着によるタンパク質分級や、タンパク質のアミノ酸配列と酸化物の相互作用によるタンパク質分級を実施し、細胞外小胞の膜タンパク質に基づく層別化を実施した。さらに、酸化物自体の特徴に合わせ、ナノワイヤの間隙制御によるサイズ分離や、特徴的な膜タンパク質の捕捉を組み合わせ、細胞外小胞の層別化を実施した。また、層別化した細胞外小胞に内包されるmicroRNAの機能情報を解析し、これまで未踏であった “層別化細胞外小胞の学理に基づく疾病診断への展開” について検討を行なった。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 7 results) Patent(Industrial Property Rights) (9 results) (of which Overseas: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] NANOTEC/KMITL(タイ)

    • Country Name
      THAILAND
    • Counterpart Institution
      NANOTEC/KMITL
  • [Journal Article] Urinary dengue NS1 detection on Au-decorated ZnO nanowire platform2024

    • Author(s)
      Sitthisuwannakul Kannika、Sukthai Ratchanon、Zhu Zetao、Nagashima Kazuki、Chattrairat Kunanon、Phanthanawiboon Supranee、Klamchuen Annop、Rahong Sakon、Baba Yoshinobu、Yasui Takao
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics

      Volume: 254 Pages: 116218~116218

    • DOI

      10.1016/j.bios.2024.116218

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Discrimination of extracellular miRNA sources for the identification of tumor-related functions based on nanowire thermofluidics2024

    • Author(s)
      Chattrairat Kunanon、Yokoi Akira、Zhang Min、Iida Mikiko、Yoshida Kosuke、Kitagawa Masami、Niwa Ayuka、Maeki Masatoshi、Hasegawa Takeshi、Yokoyama Takeshi、Tanaka Yoshikazu、Miyazaki Yusuke、Shinoda Wataru、Tokeshi Manabu、Nagashima Kazuki、Yanagida Takeshi、Kajiyama Hiroaki、Baba Yoshinobu、Yasui Takao
    • Journal Title

      Device

      Volume: 2 Pages: 100363~100363

    • DOI

      10.1016/j.device.2024.100363

  • [Journal Article] Identifying high-grade serous ovarian carcinoma-specific extracellular vesicles by polyketone-coated nanowires2023

    • Author(s)
      Yokoi Akira、Ukai Mayu、Yasui Takao、Inokuma Yasuhide、Hyeon-Deuk Kim、et al.
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Pages: eade6958

    • DOI

      10.1126/sciadv.ade6958

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Engineering interface defects and interdiffusion at the degenerate conductive In2O3/Al2O3 interface for stable electrodes in a saline solution2023

    • Author(s)
      Zhu Zetao、Yasui Takao、Zhao Xixi、Liu Quanli、Morita Shu、Li Yan、Yonezu Akira、Nagashima Kazuki、Takahashi Tsunaki、Osada Minoru、Matsuda Ryotaro、Yanagida Takeshi、Baba Yoshinobu
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 15 Pages: 36866~36876

    • DOI

      10.1021/acsami.3c03603

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mutation detection of urinary cell-free DNA via catch-and-release isolation on nanowires for liquid biopsy2023

    • Author(s)
      Takahashi Hiromi、Yasui Takao、Hirano Masaki、Shinjo Keiko、Miyazaki Yusuke、Shinoda Wataru、Hasegawa Takeshi、Natsume Atsushi、Kitano Yotaro、Ida Mikiko、Zhang Min、Shimada Taisuke、Paisrisarn Piyawan、Zhu Zetao、Ohka Fumiharu、Aoki Kosuke、Rahong Sakon、Nagashima Kazuki、Yanagida Takeshi、Baba Yoshinobu
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics

      Volume: 234 Pages: 115318~115318

    • DOI

      10.1016/j.bios.2023.115318

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Spatial exosome analysis using cellulose nanofiber sheets reveals the location heterogeneity of extracellular vesicles2023

    • Author(s)
      Yokoi Akira、Yoshida Kosuke、Koga Hirotaka、Kitagawa Masami、Nagao Yukari、Iida Mikiko、Kawaguchi Shota、Zhang Min、Nakayama Jun、Yamamoto Yusuke、Baba Yoshinobu、Kajiyama Hiroaki、Yasui Takao
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 14 Pages: 6915

    • DOI

      10.1038/s41467-023-42593-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 未来の予防医療を拓く生物工学2024

    • Author(s)
      安井隆雄
    • Organizer
      日本生物工学会「創立100周年記念シンポジウム 生物工学の未来(2050年)第5回 ―未来の医療技術を考える―」
    • Invited
  • [Presentation] マイクロ流体デバイスが拓く細胞外小胞の包括解析とリキッドバイオプシーへの展開2024

    • Author(s)
      安井隆雄
    • Organizer
      令和5年度KISTEC教育講座 社会実装を目指すマイクロ流体デバイス
    • Invited
  • [Presentation] ナノワイヤによる細胞外小胞解析とリキッドバイオプシーへの展開2023

    • Author(s)
      安井隆雄
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第47回研究会
    • Invited
  • [Presentation] ナノデバイスによる細胞外小胞の包括的解析とリキッドバイオプシーへの展開2023

    • Author(s)
      安井隆雄
    • Organizer
      第1回マイクロシステム化学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 細胞外胞研究のフロンティア開拓とリキッドバイオプシー展開2023

    • Author(s)
      安井隆雄
    • Organizer
      東京大学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 細胞外小胞研究のフロンティア開拓に向けたナノデバイス開発2023

    • Author(s)
      安井隆雄
    • Organizer
      ムーンショット目標2×7技術交流会
    • Invited
  • [Presentation] ナノデバイスによる細胞外小胞の包括的解析とデジタル解析への進展2023

    • Author(s)
      安井隆雄
    • Organizer
      第10回デジタルバイオ分析研究会
    • Invited
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 分岐したZnOナノワイヤを製造する方法、ナノワイヤ、対象物質を検出する方法、及び対象物質を検出するためのデバイス2024

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2024-015930
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 対象物質を検出するため方法及びデバイス2024

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2024-015929
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 対象液体に含まれる対象物質を分離する方法2023

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 横井暁
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 横井暁
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2023/017525
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 慢性肝疾患に伴う筋量や筋力低下の予測に有用な血中細胞外小胞の成分の検出方法2023

    • Inventor(s)
      江口暁子, 岩佐元雄, 安井隆雄
    • Industrial Property Rights Holder
      江口暁子, 岩佐元雄, 安井隆雄
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2023-079304
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 肝細胞癌の術後再発予測に有用な血中細胞外小胞の成分の検出方法2023

    • Inventor(s)
      江口暁子, 岩佐元雄, 安井隆雄
    • Industrial Property Rights Holder
      江口暁子, 岩佐元雄, 安井隆雄
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2023-079304
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体試料捕集用デバイス2023

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 久野豪士
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 久野豪士
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2023-095542
  • [Patent(Industrial Property Rights)] デバイス2023

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 久野豪士
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 久野豪士
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2023-095539
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 微小液滴を形成する方法2023

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 馬場嘉信
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2023/34231
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質ナノ粒子を融合する方法2023

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 馬場嘉信, 川口彰太
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 馬場嘉信, 川口彰太
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2023/38017
    • Overseas

URL: 

Published: 2024-12-25  

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