2015 Fiscal Year Research-status Report
定量位相顕微鏡を用いた新規CTC（血中循環腫瘍細胞）検出器の開発
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26461974
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| Research Institution | Hamamatsu University School of Medicine |
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Principal Investigator |
川端 俊貴 浜松医科大学, 医学部附属病院, 助教 (90402289)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今野 弘之 浜松医科大学, 医学部, 教授 (00138033)
平松 良浩 浜松医科大学, 医学部, 助教 (00397390)
菊池 寛利 浜松医科大学, 医学部, 助教 (70397389)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 血中循環腫瘍細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
CTC：Circulating Tumor Cells（血中循環腫瘍細胞）とは、原発腫瘍組織または転移腫瘍組織から遊離し血中へ浸潤した細胞と定義される。固形癌患者の末梢血中に微小量存在して他部位への転移能を有している細胞を含んでいると考えられ、近年注目を浴びている。従来の検出方法はいずれも上皮系細胞表面マーカーを指標に選別しているが、癌細胞は転移の過程において一部の細胞で上皮系表面マーカーが消失することが知られており、これらの手法ではCTCを漏れなく回収することは難しい。一方で末梢血液中の有核細胞はその殆どが白血球であることから、白血球を取り除くことでCTCを効率よく回収できると考えられる。そこで本研究では、定量位相顕微鏡と画像認識システムを組み合わせることで、表面マーカーに依存しない新たなCTCの選別方法を確立することを目的とする。
定量位相顕微鏡は、細胞を染色せずに１nmの分解能で詳細に観察することができる。この顕微鏡を利用し、CTCの候補としてまず大腸癌細胞株DLD-1, HCT116、SW480、膵臓癌細胞株Panc1、肝細胞癌細胞株HepG2の位相像を定量位相顕微鏡で撮影し、得られた画像(位相像)から特徴量を抽出して機械へ学習させた。同時に健常人白血球の位相像も撮影し、特徴量を抽出して機械へ学習させた。これらの学習結果に基づいて、白血球を癌細胞株から高い精度で識別するアルゴリズムを確立することに成功した(AUC=0.99)。更には細胞を流すためのフローセルを作成し、この流路に細胞を流しながら撮影し位相像を取得する手法を確立した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
位相像によって細胞を選別する位相フローサイトメーターを構築するためには、流路系で撮影し、更にその結果に基づいて流路の下流で弁別する装置が必要となる。現時点では細胞を流路に流しながら位相像を得る手法は確立できたが、撮影効率にはまだ改善の余地がある。また、流路の下流で細胞を弁別する手法はまだ確立できていない。これらの問題の対応に時間を要し、位相フローサイトメーターを構築するのにやや遅れを生じている。
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| Strategy for Future Research Activity |
撮影効率の改善に関しては、得られた画像を解析するプログラムを改良することで効率化を図る予定である。細胞を弁別する装置に関しては、作成したフローセルの下流に電磁弁を取り付け、画像の解析結果によって弁別する予定である。位相フローサイトメーターを構築した後、実際に白血球と癌細胞株を分離できるか検証する。その後、遠隔転移を有する癌患者の血液の有核細胞層を位相フローサイトメーターにかけて白血球を除去し、残った有核細胞をCTCの候補として詳細に検討する予定である。
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| Causes of Carryover |
本年度の研究が主にデータ収集期間となり，予定必要物品や消耗品などが当該年度には必要でなく，次年度に必要と判断されたため，助成金を次年度へ繰り越した．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
解析プログラムの改良に機器の交換や改善が必要であり，また今後さらに膨大なデータを収集予定である．機器改良やデータ保存のための，機器・消耗品に繰り越した助成金を使用する計画である．
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