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創薬研究効率化のための細胞画像品質評価手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J08678
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物機能・バイオプロセス
研究機関名古屋大学

研究代表者

佐々木 寛人  名古屋大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード細胞品質評価 / 創薬スクリーニング / バイオインフォマティクス / 画像解析 / 幹細胞 / 生物工学 / セルベースアッセイ / 再生医療
研究実績の概要

本研究では、細胞画像情報に基づく品質評価法により、薬剤評価の安定化と迅速かつ効率的な創薬スクリーニング手法を確立させることを目指す。これまでに細胞培養手技の安定化と画像処理技術、さらにはバイオインフォマティクスの導入により、顕微鏡画像から得られる情報、つまり、細胞の形の変化のみから、細胞の活性変化や遺伝子発現量変化を検出できる「細胞画像情報解析」の技術を開発してきた。

そこで本研究では、本技術を応用し、創薬基礎開発における有用化合物探索のための細胞試験にて「本手法が薬剤評価に利用できるか」「どのような薬剤評価の検出ができるか」といった2つの観点から、汎用性の検証と検出力の向上を目標としている。前述の課題は、これまでの検証においてもデータの安定化や現象理解のうえで最もクリティカルであり、いかにどの細胞株・細胞種でも本手法が創薬スクリーニングに用いることができると立証するためには、これまでの研究と同様に多くの条件に対する精度評価が重要である。また、形態情報で捉えたい生物学的評価項目が、従来手法であっても感度よく検出できない場合には、手法の検出力の比較が行えない場合があった。このため、本研究では培養実験やマイクロアレイ解析、免疫染色を通じ、明確な「モデルケースデータ」を準備するだけでなく、情報学的にも処理手法そのものの高感度化との両方の検証を試みた。

平成26年度は、昨年度までに構築した基盤技術を元に、幹細胞やがん細胞を対象として、様々な化合物を添加した場合の応答を時系列的なデータとして抽出し、高次元解析によって薬効を早期に検出することを目的としたアッセイ技術としての可能性を検証した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (31件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] Label-Free Morphology-Based Prediction of Multiple Differentiation Potentials of Human Mesenchymal Stem Cells for Early Evaluation of Intact Cells2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sasaki, Ichiro Takeuchi, Mai Okada, Rumi Sawada, Kei Kanie, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 9 号: 4 ページ: e93952-e93952

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0093952

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 骨髄由来および脂肪組織由来間葉系幹細胞の継代培養における品質劣化モニタリング2015

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 蟹江 慧, 澤田 留美, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      第14回 再生医療学会総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 幹細胞品質管理に向けた画像解析による細胞形態プロファイリング2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 岡田 法大, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      化学工学会 第46回秋季大会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2014-09-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 間葉系幹細胞の継代培養による品質劣化診断に向けた遺伝子発現解析2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 高橋 厚妃, 澤田 留美, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      第66回 日本生物工学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-09 – 2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 間葉系幹細胞の継代培養による品質劣化診断に向けた遺伝子発現解析2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 高橋 厚妃, 澤田 留美, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      生物工学会 若手研究者の集い 夏のセミナー2014
    • 発表場所
      神戸セミナーハウス
    • 年月日
      2014-07-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 創薬スクリーニングに向けたCell-based assayのための画像処理解析による細胞評価法2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 蟹江 慧, 向山 和博, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      日本薬学会 第134年会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本市)
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 分子ライブラリ機能性評価への画像情報解析の応用2014

    • 著者名/発表者名
      河合 駿, 佐々木 寛人, 岡田 法大, 蟹江 慧, 横島 聡, 福山 透, 加藤 竜司
    • 学会等名
      日本薬学会 第134年会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本市)
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 創薬探索法としての幹細胞制御分子の細胞画像評価の有効性2014

    • 著者名/発表者名
      岡田 法大, 佐々木 寛人, 坪井 泰樹, 蟹江 慧, 本多 裕之, 清田 泰次郎, 加藤 竜司
    • 学会等名
      日本薬学会 第134年会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本市)
    • 年月日
      2014-03-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞画像解析によるiPS細胞リアルタイム評価法2014

    • 著者名/発表者名
      岡田 光加, 城戸 理紗子, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 菅 三佳, 柳原 佳奈, 福田 隆之, 清田 泰次郎, 古江 美保, 加藤 竜司
    • 学会等名
      化学工学会 第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜市)
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 自動培養技術支援のための粒子法による流体解析2014

    • 著者名/発表者名
      蟹江 慧, 佐々木 寛人, 山田 剛史, 桝田 草一, 加藤 竜司
    • 学会等名
      化学工学会 第79年会
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜市)
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 間葉系幹細胞の継代培養における品質劣化の細胞形態と発現プロファイリングとの相関関係2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 蟹江 慧, 澤田 留美, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜岡
    • 学会等名
      第13回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市左京区)
    • 年月日
      2014-03-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞培養手技標準化のためのビデオ映像からの培養作業数値化ソフト2014

    • 著者名/発表者名
      蟹江 慧, 佐々木 寛人, 玉田 年樹, 加藤 竜司
    • 学会等名
      第13回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市左京区)
    • 年月日
      2014-03-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞形態情報を用いた幹細胞制御因子の新規Cell-based assay法2014

    • 著者名/発表者名
      加藤 竜司, 岡田 法大, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之
    • 学会等名
      第13回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市左京区)
    • 年月日
      2014-03-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞画像情報解析による間葉系幹細胞分化能の品質プロファイリング2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 高橋 厚妃, 蟹江 慧, 竹内 一郎, 澤田 留美, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      第13回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市左京区)
    • 年月日
      2014-03-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞形態情報を用いたiPS細胞培養環境変化の定量的モニタリング2014

    • 著者名/発表者名
      加藤 竜司, 岡田 光加, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 菅 三佳, 柳原 佳奈, 福田 隆之, 清田 泰次郎, 古江 美保
    • 学会等名
      第13回 日本再生医療学会総会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都市左京区)
    • 年月日
      2014-03-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞形態画像解析を用いた非侵襲的分子評価2013

    • 著者名/発表者名
      城戸 理紗子, 岡田 光加, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 菅 三佳, 柳原 佳奈, 福田 隆之, 清田 泰次郎, 古江 美保, 加藤 竜司
    • 学会等名
      日本動物実験代替法学会 第26回大会
    • 発表場所
      京都テルサホール(京都市南区)
    • 年月日
      2013-12-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Morphology-based and non-invasive prediction of differentiation potential of mesenchymal stem cells2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sasaki, Iehiro Takeuchi, Rumi Sawada, Kei Kanie, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • 学会等名
      World Stem Cell Summit 2013 (WSCS2013)
    • 発表場所
      Hetels-Manchester Grand Hyatt San Diego (San Diego, USA)
    • 年月日
      2013-12-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞品質異常を検出しながら行うCell-based Screening法2013

    • 著者名/発表者名
      岡田 法大, 蟹江 慧, 加藤 章司, 佐々木 寛人, 本多 裕之, 清田 泰次郎
    • 学会等名
      シンポジウム : 細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      2013-11-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 画像情報処理を用いたiPS細胞培養プロトコルの定量化2013

    • 著者名/発表者名
      城戸 理紗子, 蟹江 慧, 加藤 竜司, 松本 恵, 佐々木 寛人, 本多 裕之, 古江 美保 清田 泰次郎
    • 学会等名
      シンポジウム : 細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      2013-11-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 間葉系幹細胞における多分化能品質のカタログ化2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 厚妃, 蟹江 慧, 加藤 竜司, 佐々木 寛人, 本多 裕之, 澤田 留美, 清田 泰次郎
    • 学会等名
      シンポジウム : 細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      2013-11-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 画像プロファイリングによるCell-based Assay用細胞の品質カタログ化2013

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 本多 裕之, 蟹江 慧, 加藤 竜司, 潭田 留美, 清田 泰次郎
    • 学会等名
      シンポジウム : 細胞アッセイ技術の現状と将来
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所(東京都目黒区)
    • 年月日
      2013-11-25
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 創薬cell-based assayにおける化合物応答のリアルタイム画像評価2013

    • 著者名/発表者名
      岡田 法大, 高橋 厚妃, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 坪井 泰樹, 本多 裕之, 清田 泰次郎, 加藤 竜司
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2013
    • 発表場所
      鈴鹿医療科学大学白子キャンパス(三重県鈴鹿市)
    • 年月日
      2013-11-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ips細胞の創薬応用にむけた画像評価法2013

    • 著者名/発表者名
      城戸 理紗子, 松本 恵, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 本多 裕之, 清田 泰次郎, 古江 美保, 加藤 竜司
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2013
    • 発表場所
      鈴鹿医療科学大学白子キャンパス(三重県鈴鹿市)
    • 年月日
      2013-11-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 創薬cell-basedassayにおける細胞品質の画像診断システム2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 厚妃, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 坪井 泰樹, 本多 裕之, 清田 泰次郎, 加藤 竜司
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2013
    • 発表場所
      鈴鹿医療科学大学白子キャンパス(三重県鈴鹿市)
    • 年月日
      2013-11-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 創薬探索のための画像情報を用いたPhenotype-Based Screening法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      岡田 法大, 佐々木 寛人, 坪井 泰樹, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      第65回 日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市)
    • 年月日
      2013-09-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 幹細胞分化予測における細胞形態情報モデリング化の最適化2013

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 竹内 一郎, 蟹江 慧, 澤田 留美, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      第65回 日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市)
    • 年月日
      2013-09-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞画像情報解析による幹細胞プロファイリングおよび品質判断方法の構築2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 厚妃, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 竹内 一郎, 澤田 留美, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      第65回 日本生物工学会大会
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島市)
    • 年月日
      2013-09-18
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞品質管理のための高次元クラスタリング手法を用いた細胞品質分類法2013

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 坪井 泰樹, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 加藤 竜司
    • 学会等名
      化学工学会 第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2013-09-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ips細胞培養手技標準化のための形態評価モデル2013

    • 著者名/発表者名
      城戸 理紗子, 松本 恵, 佐々木 寛人, 蟹江 慧, 清田 泰次郎, 本多 裕之, 古江 美保, 加藤 竜司
    • 学会等名
      化学工学会第 45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2013-09-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 細胞培養標準化のための実験手技者の動作解析2013

    • 著者名/発表者名
      蟹江 慧, 佐々木 寛人, 玉田 正樹, 加藤 竜司
    • 学会等名
      化学工学会 第45回秋季大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2013-09-17
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Morphology-based non-invasive evaluation of siRNA effects2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sasaki, Kazuhiro Mukaiyama Kei Kanie, Wakana Yamamoto, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda Ryuji Kato
    • 学会等名
      BiWO (Bioinformatics week in Odaiba)
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(東京都江東区)
    • 年月日
      2013-09-11
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Cell structural information can be indicators of cellular senescence of humanmesenchymal stem cells2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Sasaki, Rumi Sawada, Kei Kanie, Yasujiro Kiyota, Hiroyuki Honda, Ryuji Kato
    • 学会等名
      IGER International Symposium on Cell Surface Structures and Furictions
    • 発表場所
      名古屋大学東山キャンパス(名古屋市)
    • 年月日
      2013-09-02
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 『動物細胞培養の手法と細胞死・増殖不良・細胞変異を防止する技術』第3章 品質管理とコンタミネーション防止 ~バクテリア、マイコプラズマ等の混入の確認法と対策~ 第7節 細胞品質管理のための細胞画像情報解析を用いた客観的評価法, 技術情報協会2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 加藤 竜司
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 《最新》動物細胞培養の手法と細胞死・増殖不良・細胞変異を防止する技術2014

    • 著者名/発表者名
      佐々木 寛人, 加藤竜司, 他146名
    • 総ページ数
      600
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院 化学・生物工学専攻 生物機能工学分野ホームページ

    • URL

      http://www.nubio.nagoya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院 工学研究科 化学・生物工学専攻 生物機能工学分野 本多研究室ホームページ

    • URL

      http://www.nubio.nagoya-u.ac.jp/proc/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院 創薬科学研究科 基盤創薬学専攻 創薬生物科学講座 加藤研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ps.nagoya-u.ac.jp/lab_pages/CMB/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院化学・生物工学専攻生物機能工学分野ホームページ

    • URL

      http://www.nubio.nagoya-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院工学研究科化学・生物工学専攻生物機能工学分野本多研究室ホームページ

    • URL

      http://www.nubio.nagoya-u.ac.jP/proc/

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院創薬科学研究科基盤創薬学専攻創薬生物科学講座加藤研究室ホームページ

    • URL

      http://www.ps.nagoya-u.ac.jp/lab_Pages/CMB/index.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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