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2015 Fiscal Year Annual Research Report

血中循環がん細胞識別・分離用マイクロチップの開発

Research Project

Project/Area Number 26630418
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

長棟 輝行  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20124373)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords血中循環細胞単離技術 / 細胞光固定化技術 / 光活性化PEG脂質
Outline of Annual Research Achievements

血管中を循環するガン細胞(CTC)は、患者の体内の腫瘍の特性を保持しているため、CTCの回収により、予後や治療効果の予測が可能となる。これまで、CTCの回収には、特定の抗体を用いた手法などが報告されているが、ガン細胞は多様な表現型に容易に変異するため、特定の解析方法だけではCTCの探索には不十分である。そこで本研究では、多角的かつ詳細な顕微鏡観察によってCTCを検出した後に、光応答性の細胞固定化剤であるPEG脂質誘導体を用いて、迅速簡便にCTCを単離可能な技術の開発を目的とした。
前年度の研究において、光分解性PEG脂質の共重合体により、固定化された細胞がより光遊離しやすい表面を構築した。しかし、依然として、細胞の非特異的な基板への固定化力が存在し、細胞の選択にはポンプを用いて制御されたせん断応力の負荷が必要であった。今年度は、簡便かつ確実な細胞選択技術の構築を目指し、非特異的な細胞の基板への固定化力がゼロとなる細胞選択表面を作製し、CTCの単離を行うことを目的とした。
そこで、光照射によって細胞が固定化されるようになる新規光活性化PEG脂質を開発した。本分子を修飾した表面を用いることによって、目的の細胞のみを基板に光固定化・選別できる。この時、目的外の細胞は全く基板へ非特異吸着を起こさず、ポンプを用いない穏やかな洗浄操作によって簡便に除去できた。
最後に、流路チップ中での血中循環ガン細胞(CTC)の単離を行った。まず、坦ガンマウスから採取した末梢血中のCTCを抗体により蛍光標識した。これを光活性化PEG脂質表面に播種し、蛍光により検出したCTCを光固定し、流路を穏やかに洗浄したところ、数万個以上におよぶ目的外の細胞はすべて基板上から除去され、数細胞のCTCのみが基板上に固定された。以上のように、本研究では新規の機能性分子を開発し、顕微鏡観察後にCTCを単離可能な技術を確立した。

  • Research Products

    (10 results)

All 2016 2015

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Presentation] 細胞膜内部ドメインの解析を志向した細胞膜シートの開発2016

    • Author(s)
      泉田 森, 山口 哲志, 三澤 龍志, 山平 真也, 長棟 輝行, 岡本 晃充
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス (京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-27
  • [Presentation] Turn on型PEG脂質表面の開発と複数種細胞の光配置技術2016

    • Author(s)
      山平 真也, 山口 哲志, 長棟 輝行
    • Organizer
      日本化学会第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学京田辺キャンパス (京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-27
  • [Presentation] 光活性化 PEG 脂質の開発と、複数種細胞の光配置技術2016

    • Author(s)
      山平 真也, 山口 哲志, 長棟 輝行
    • Organizer
      化学工学会第81年会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス (大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2016-03-14
  • [Presentation] 新規光応答性PEG脂質を用いた多種細胞パターニング及び細胞回収2016

    • Author(s)
      三澤龍志, 山平真也, 山口哲志, 長棟輝行
    • Organizer
      化学工学会第81年会
    • Place of Presentation
      関西大学千里山キャンパス (大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2016-03-13
  • [Presentation] Development of the image cytometry method to analyze G-protein coupled receptor kinetics in the cell2015

    • Author(s)
      M. Tan, S. Yamahira, S. Yamaguchi, M. Nakamura, T. Nagamune
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-12-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Collagen surfaces modified with photo-cleavable polyethylene glycol-lipid for versatile single-cell array available for both non-adherent and adherent cells2015

    • Author(s)
      S. Yamahira, S. Yamaguchi, M. Kawahara, T. Nagamune
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-12-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 光応答性表面を用いた細胞膜フラグメントの微細パターンニング2015

    • Author(s)
      泉田 森, 山口 哲志, 三澤 龍志, 山平 真也, 長棟 輝行, 岡本 晃充
    • Organizer
      第67回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      城山観光ホテル (鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2015-10-28
  • [Presentation] 一細胞アレイを用いたpH応答性GPCRの細胞内動態解析2015

    • Author(s)
      談 莫東, 山口 哲志, 山平 真也, 中村 元直, 長棟 輝行
    • Organizer
      第67回日本生物工学会大会
    • Place of Presentation
      城山観光ホテル (鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2015-10-26
  • [Presentation] Single cell array on photo-cleavable PEG-lipid surface for high-throughput cell imaging analysis2015

    • Author(s)
      S. Yamahira, S. Yamaguchi, M. Kawahara, T. Nagamune
    • Organizer
      YABEC 2015 Symposium
    • Place of Presentation
      Chuncheon, Korea
    • Year and Date
      2015-10-16
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 脂質膜含有物を固定化するための化合物、当該化合物で修飾された基材、当該基材上に脂質膜含有物をパターニングする方法及び脂質膜含有物を当該基材上で単離する方法2016

    • Inventor(s)
      長棟 輝行、山口 哲志、山平 真也
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2016/57852
    • Filing Date
      2016-03-11
    • Overseas

URL: 

Published: 2017-01-06  

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