細胞内元素量情報に基づく血中循環腫瘍細胞（CTC）検出システムの開発

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26810082
• Research Institution: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• Principal Investigator: 宮下 振一 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測標準研究部門, 研究員 (60614766)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: マイクロ流路分析 / がん診断 / 血球 / 循環腫瘍細胞 / 質量分析

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、細胞内元素量情報に基づく新たな血中循環腫瘍細胞（CTC）検出システムの開発を目標とし、①マイクロ流体デバイスを用いたハイスループットな細胞分離技術の構築、②一細胞質量分析技術による各種細胞中元素マーカーの高感度分布計測法の確立、③上記①、②で得られた技術・手法を融合した血中CTC検出システムの実証試験に取り組むものである。本年度は、①細胞分離用マイクロ流体デバイスの作製と、②元素マーカーの高感度分布計測法の確立に取り組んだ。
具体的には、①では、マイクロ流体デバイスを用いた計測技術開発で実績のある産総研 生産計測技術研究センター 生化学分析ソリューションチーム（研究チーム長：宮崎真佐也）の協力の下、マイクロ流体デバイスの基礎技術、ならびに細胞分離への応用が期待できる、微粒子の密度差による分離デバイスの開発技術を習得した。
②では、研究分担者として参画中の科研費 基盤研究（C）（代表：稲垣和三）で開発した、プラズマイオン源への細胞直接導入による一細胞質量分析技術（平均細胞直径3.0 μm以下の細胞については導入効率100％を実証済み）を用いて、より細胞直径の大きい血球やCTCを想定した微細藻類ユーグレナ（平均細胞直径17.7 μm）の一細胞質量分析を試行した。その結果、プラズマへの細胞導入効率が著しく悪かったほか、安定した一細胞分析が困難であった。このことから、血球やCTCの一細胞分析には、試料調製方法の最適化、ならびに既存の細胞直接導入インターフェースの改良が必要であることが示唆された。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現在、研究代表者は5年間の任期付研究員として所属研究機関に雇用されているが、今年度はその4年目（パーマネント化審査年度）に該当したため、年度中頃から年度末にかけてパーマネント化審査が実施された。そのため、当該審査に必要な書類作成やプレゼン審査に向けた準備等に重点的に時間が費やされたことから、現状、本研究の進行がやや遅れている。ただし、来年度以降は、当該審査に時間が費やされることはないため、少なくとも当初の計画に沿った研究の進展が期待できる。

Strategy for Future Research Activity

来年度は、①マイクロ流体デバイスを用いたハイスループットな細胞分離技術の構築については、今年度試作した密度差に基づく微粒子分離用マイクロ流体デバイスの性能評価に取り組み、十分な性能が確認できた場合には、実際の血液試料を用いた各種血球細胞の分離に応用する。試作デバイスについて十分な性能が確認できなかった場合には、密度差とは異なる原理（遠心分離等）による細胞分離手法を検討する。
②一細胞質量分析技術による各種細胞中元素マーカーの高感度分布計測法の確立については、血球やCTCを想定した細胞試料の調製方法の最適化、ならびに既存の細胞直接導入インターフェースの改良に取り組む。インターフェースの改良では、細胞破砕・損失の主要因と考えられるスプレーチャンバー（気化室）の形状の最適化に取り組む。

Causes of Carryover

現在までの達成度がやや遅れていることと同一の理由による。

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度購入予定であったものの、結果的に来年度から本格的に使用を開始することになったマイクロ流体デバイス設計図作成用のAutoCADソフトを購入する。その他については、当初の使用計画に基づき、マイクロ流体デバイス作製のための共同施設利用費（もしくは外注費）、ならびに国内外学会での成果発表のための旅費及び学会参加費に主に使用する。