2023 Fiscal Year Annual Research Report
神経細胞近傍のエクソソーム動態計測を目指した微小センサーの開発
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21K05116
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| Research Institution | Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
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Principal Investigator |
東海林 敦 東京薬科大学, 薬学部, 准教授 (90459850)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エクソソーム / 光ファイバー / 表面プラズモン共鳴センサー / 非特異的吸着 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞からどのようなタイミングで、どの程度のエクソソームが分泌されるか把握できるようにするために、拡散希釈されないように、細胞の近傍でリアルタイムかつノンラベルの計測技術を開発することを目指している。そこで、先端径を微小化したキャピラリーに光ファイバー表面プラズモン共鳴（SPR） センサーを挿入した計測技術を確立する。
光ファイバーSPR センサーの金表面に物理吸着で抗体を固定化し、エクソソーム溶液に浸漬したところ、非常に大きなセンサー応答を得ることができた。しかしながら、コントロール実験として実施した抗体未処理のセンサーにおいても、同程度のセンサー応答が得られた。これらのことから、非特異的に金表面にエクソソームが物理吸着しているものと判断した。センサーの高感度化を目指すうえで、夾雑成分がセンサー界面に非特異的に吸着せず、エクソソームが特異的に認識するセンサー界面の設計が重要となる。そこで、様々な非特異的な吸着を抑制することが知られている高分子化合物を検討してきたが、メチルジアリルアミン・マレイン酸共重合体（DAM）を化学修飾したセンサー界面が、最も非特異的な吸着を抑制でき、1 mg/ml という高濃度の人血清アルブミン（夾雑成分のモデル）でもセンサー界面に吸着しないことを実証した。このセンサー界面に、エクソソームの認識素子である抗体を導入したところ、エクソソームの濃度に応じてセンサー応答が増大することを示すことに成功した。しかしながら、測定前にセンサー表面を空気中に暴露する作業を実施する必要があり、この工程が抗体の認識能に影響する懸念がある。そこで、エクソソームを認識する DNA アプタマーをセンサー表面に固定化する方法を検討することとした。DNA アプタマー固定化量の最適化により、抗体使用時と同程度のエクソソームによるセンサー応答が得られた。
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