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がん細胞結合ペプチドの高効率自動探索とその多様な条件への適用

研究課題

研究課題/領域番号 16H02320
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 知能機械学・機械システム
研究機関東京工業大学

研究代表者

小俣 透  東京工業大学, 工学院, 教授 (10262312)

研究分担者 門之園 哲哉  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (10510282)
石田 忠  東京工業大学, 工学院, 准教授 (80517607)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
43,290千円 (直接経費: 33,300千円、間接経費: 9,990千円)
2019年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2018年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
2017年度: 13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2016年度: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
キーワード知能機械 / 知能機械システム / バイオMEMS / ナノマイクロメカトロニクス
研究成果の概要

膨大な種類のペプチドの中からがん細胞に特異的に結合するペプチドを探索するペプチド探索は,従来人手で行われていたため,時間と手間を要していた.本研究では,MEMSデバイスの工夫,計測・制御技術により,ペプチド探索を自動化するデバイスを開発した.平面培養されたがん細胞を対象として,正常細胞に結合するペプチドを除去する機能を持つデバイスを開発した.また,生体内の腫瘍に性質がより近いと言われている3次元培養の一種であるスフェロイドを対象としたペプチド探索デバイスを開発した.さらに,低酸素低栄養状態で培養したがん細胞を対象とする方法を考案した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

実験装置の設計製作の工夫や計測・制御技術の導入により,ペプチド探索を自動化するデバイスを開発したことや,これまで平面培養に限られていた標的がん細胞を3次元培養に拡張することができたことは学術的な意義が大きい.がん細胞を対象とした研究はバイオ系の研究と考えられていたが,健康・医療の向上を目指すがん細胞研究という異分野の研究領域に機械工学を拡大したことが社会的な意義である.

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] サンガー研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Microfluidic High-Migratory Cell Collector Suppressing Artifacts Caused by Microstructures2019

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ishida, Takuya Shimamoto, Maho Kaminaga, Takahiro Kuchimaru, Shinae Kizaka-Kondoh, Toru Omata
    • 雑誌名

      micromachines

      巻: 10 号: 2 ページ: 116-116

    • DOI

      10.3390/mi10020116

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microfluidic Device for Screening for Target Cell-Specific Binding Molecules by Using Adherent Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Maho Kaminaga, Tadashi Ishida, Tetsuya Kadonosono, Shinae Kizaka-Kondoh, Toru Omata
    • 雑誌名

      micromachines

      巻: 10 号: 1 ページ: 41-41

    • DOI

      10.3390/mi10010041

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] First-come-first-store microfluidic device of droplets using hydrophobic passive microvalves2018

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ishidaa, David McLaughlinb, Yuya Tanaka, Toru Omata
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators B: Chemical

      巻: 254 ページ: 1005-1010

    • DOI

      10.1016/j.snb.2017.07.154

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Investigation of the Influence of Glucos Concentration on Cancer Cells by Using a Microfluidic Gradient Generator without the Induction of Large Shear Stress2016

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ishida, Takuya Shimamoto, Nobuya Ozaki, Satoshi Takaki, Takahiro Kuchimaru, Sinae Kizaka-Kondoh and Toru Omata
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 7 号: 9 ページ: 155-155

    • DOI

      10.3390/mi7090155

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Fabrication of Pneumatic Microvalve for Tall Microchannel Using Inclined Lithography2016

    • 著者名/発表者名
      Maho Kaminaga, Tadashi Ishida and Toru Omata
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 7 号: 12 ページ: 224-224

    • DOI

      10.3390/mi7120224

    • 関連する報告書
      2016 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] スフェロイドを対象としたがん細胞結合ペプチド探索デバイスの自動化2019

    • 著者名/発表者名
      濱井 瞭,石田 忠,小俣 透
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 標的細胞特異的結合分子付着効率向上のためのマイクロ流路高さ切り替え2019

    • 著者名/発表者名
      神永 真帆,石田 忠,小俣 透
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大断面マイクロ流路のための上下空圧バルーン型バルブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      石田 忠,松枝 遥,小俣 透
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] スフェロイドを対象としたがん細胞結合ペプチド探索デバイスの自動化:洗浄過程の評価2019

    • 著者名/発表者名
      濱井 瞭, 石田 忠, 小俣 透
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第40回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 栄養状態を反転させた細胞凝集体の形成を可能にするデバイス2019

    • 著者名/発表者名
      小松 和樹, 小俣 透
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第40回研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 標的結合ペプチドを利用する小型タンパク質医薬デザイン2019

    • 著者名/発表者名
      門之園 哲哉
    • 学会等名
      第2回モダリティ創薬デザイン研究会シンポジウム『成長するモダリティ創薬の展望』
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A design strategy for generating cancer marker-binding small proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kadonosono
    • 学会等名
      Nano-Bio Research-Industry International Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 抗体医薬の代替となる小型タンパク質の半合理デザイン2019

    • 著者名/発表者名
      門之園 哲哉
    • 学会等名
      第71会日本生物工学会 シンポジウム『タンパク質工学におけるドライ-ウェット技術融合の新展開』
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 標的結合ペプチドを搭載した小型タンパク質FLAPのデザイン2019

    • 著者名/発表者名
      門之園 哲哉
    • 学会等名
      第51回若手ペプチド夏の勉強会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 抗体医薬品を代替する標的結合小型タンパク質デザイン2019

    • 著者名/発表者名
      門之園 哲哉
    • 学会等名
      バイオファーマジャパン2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造計算に基づく標的結合小型タンパク質の創製とがん治療への応用2019

    • 著者名/発表者名
      門之園 哲哉, 近藤 科江
    • 学会等名
      日本薬学会 第139年会 シンポジウム『創薬におけるタンパク質の魅力』
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A design strategy for creating antibody mimetic small proteins for cancer treatment2019

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kadonosono
    • 学会等名
      Japan-Taiwan International Engineering Forum 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In-Droplet Peptide Screening Microfluidic Device Targeting Cancer Cell Spheroids2018

    • 著者名/発表者名
      Tadashi Ishida, Kunitoshi Ikeda, Toru Omata
    • 学会等名
      microTAS 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ペプチド探索マイクロ流路デバイスにおける 非標的細胞結合ペプチド除去性能の向上2018

    • 著者名/発表者名
      神永 真帆, 石田 忠, 門之園 哲哉, 近藤 科江, 小俣 透
    • 学会等名
      第35回「センサ・マイクロマシンと応用システム」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 上下空圧バルーン構造を有するマイクロ流体デバイス2018

    • 著者名/発表者名
      松枝 遥, 石田 忠, 小俣 透
    • 学会等名
      第9回 マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] スフェロイドを対象としたがん細胞結合ペプチド探索デバイスのための液滴制御2018

    • 著者名/発表者名
      濱井 瞭, 石田 忠, 小俣 透
    • 学会等名
      日本機械学会 2018 年度年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞スフェロイド群を用いた抗がん剤ペプチド探索デバイス-流体挙動の観察とスフェロイド群の構築-2018

    • 著者名/発表者名
      栗生識, 石田忠, 小俣透
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞スフェロイドを対象とした液滴内ペプチド探索のための未付着ペプチド洗浄デバイス2018

    • 著者名/発表者名
      石田忠, 池田国利, 小俣透
    • 学会等名
      ロボティクス・メカトロニクス講演会2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] A design strategy for creating practical middle-molecular-mass antibody mimetics having structurally constrained HER2-binding peptides2018

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kadonosono, Wanaporn Yimchuen, Kyra See, Yumi Ota, Marina Katsumi, Takahiro Kuchimaru, and Shinae Kizaka-Kondoh
    • 学会等名
      10th International Peptide Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] スラグ内部循環流によるペプチドのがん細胞スフェロイドへの付着効率の向上2017

    • 著者名/発表者名
      石田忠、田中優弥、門之園哲哉、近藤科江、小俣透
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会
    • 発表場所
      福島県郡山市
    • 年月日
      2017-05-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] スラグ内部循環流によるペプチドのがん細胞スフェロイドへの付着効率の向上2017

    • 著者名/発表者名
      石田 忠,田中 優弥,門之園 哲哉,近藤 科江,小俣 透
    • 学会等名
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス部門講演会ROBOMECH2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] スフェロイドを対象としたがん細胞結合ペプチド探索の洗浄過程デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      池田 匡利, 石田 忠, 小俣 透
    • 学会等名
      第34回センサシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] がん細胞スフェロイド群を用いた抗がん剤ペプチド探索デバイス2017

    • 著者名/発表者名
      栗生 識,石田 忠,門之園 哲哉,近藤 科江,小俣 透
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第35回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 構造ゆらぎ制御による小型抗体代替分子の創出2017

    • 著者名/発表者名
      門之園 哲哉
    • 学会等名
      日本蛋白質科学会第3回蛋白質工学研究会ワークショップ『小分子抗体関連技術』
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] スフェロイドを対象としたスラグ流内ペプチドスクリーニング手法2016

    • 著者名/発表者名
      田中 優弥,石田 忠,門之園 哲哉,近藤 科江,小俣 透
    • 学会等名
      第33回センサ・マイクロマシンとその応用シンポジウム
    • 発表場所
      平戸文化センター(長崎県平戸市)
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 化学合成可能な高性能抗体代替分子の開発技術2016

    • 著者名/発表者名
      門之園 哲哉
    • 学会等名
      ペプチド医薬品の市場予測・事業化戦略と製剤化技術の開発
    • 発表場所
      技術情報協会セミナールーム(東京)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 小俣・石田研究室

    • URL

      http://www.olab.pms.titech.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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