迅速核酸絶対定量診断実現に向けたデジタル等温増幅法の開発

• 研究課題/領域番号: 16K15334
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 病態検査学
• 研究機関: 山梨大学 (2018); 国立研究開発法人理化学研究所 (2016-2017)
• 研究代表者: 田中 佑治 山梨大学, 大学院総合研究部, 特任准教授 (40625513)
• 研究分担者: 寺尾 泰久 順天堂大学, 医学部, 先任准教授 (00348997)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• キーワード: 等温核酸増幅 / デジタル / 逆転写 / ゲノム変異 / 融解曲線解析 / 再生医療 / 網膜再生 / 等温増幅 / 遺伝子変異 / RPE / 核酸マーカー / iPS細胞 / 網膜色素上皮細胞 / デジタル等温増幅法 / 子宮体癌 / 迅速診断 / デジタル核酸定量 / 迅速核酸定量 / 診断技術 / バイオマーカー

研究成果の概要

本研究では、逆転写を伴うデジタル核酸定量法と、融解曲線解析によって増幅した核酸を識別してそれぞれ定量するデジタル核酸定量法という２つの新たな検出方法を検討した。等温増幅法は、７０℃近辺で維持するだけで核酸を増幅することができるが、１０倍ほど濃度差がなければ判別できないという問題点があったが、逆転写を伴う等温増幅キットのデジタル化により２倍程度の濃度差でも検出できる様になることが分かった。また、網膜の再生医療に活用される細胞の品質管理に用いられるゲノム変異を検出するため、等温増幅用のプライマーを新規設計し、デジタル核酸増幅て融解曲線解析で生型と変異型の核酸を識別して定量できることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ゲノムをあらかじめ調べた上でその患者に適した薬剤を処方する「個別化医療」の実用化が始まり、より簡易的に、より正確に、より迅速に、より低価格で、より多様な核酸の差異を識別するための技術開発の重要性が高まっている。本研究でRNAの迅速簡易定量とゲノム変異の融解曲線解析による定量という２つの新たな検出方法の可能性を見出した。既存の核酸検出の改良や、新たな個別化医療や再生医療の創出に貢献する可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Critical Functionality Effects from Storage Temperature on Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Retinal Pigment Epithelium Cell Suspensions (2019)
  • 著者名/発表者名: Kitahata Shohei、Tanaka Yuji、Hori Kanji、Kime Cody、Sugita Sunao、Ueda Hiroshi、Takahashi Masayo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 3960-3971
  • DOI: 10.1038/s41598-018-38065-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Promoter-level transcriptome in primary lesions of endometrial cancer identified biomarkers associated with lymph node metastasis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshida E, Terao Y, Hayashi N, Mogushi K, Arakawa A, Tanaka Y, Ito Y, Ohmiya H, Hayashizaki Y, Takeda S, Itoh M, Kawaji H.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7(1):14160 号: 1 ページ: 1-15
  • DOI: 10.1038/s41598-017-14418-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Abstract 2897: Recurrent transcriptome alterations across multiple cancer types (2016)
  • 著者名/発表者名: Bogumil Kaczkowski, Yuji Tanaka, Hideya Kawaji, Albin Sandelin, Robin Andersson, Masayoshi Itoh, Timo Lassmann, Yoshihide Hayashizaki, Piero Carninci, Alistair R.R. Forrest
  • 雑誌名: Cancer Research 巻: 76 号: 14_Supplement ページ: 2897-2897
  • DOI: 10.1158/1538-7445.am2016-2897
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] iPS細胞由来網膜色素上皮細胞懸濁液の非凍結状態での保存における温度選択の重要性 (2019)
  • 著者名/発表者名: 田中佑治
  • 学会等名: 再生医療学会
  • 招待講演
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来網膜色素上皮細胞懸濁液に与える温度の影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 北畑将平、田中佑治、高橋政代
  • 学会等名: 再生医療学会
• [学会発表] ヒトiPS細胞由来網膜色素上皮細胞懸濁液の未凍結条件下における保存の検討 (2018)
  • 著者名/発表者名: 北畑将平、田中佑治、高橋政代
  • 学会等名: 日本組織培養学会
• [学会発表] 子宮体癌リンパ節転移バイオマーカーのCAGE法を用いた探索と同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田惠美子、寺尾泰久、伊藤陽介、田中佑治、伊藤昌可、川路英哉、竹田省
  • 学会等名: 理研シンポジウム
  • 発表場所: 横浜理研
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] RIKEN Symposium: CAGE as a tool for cancer research and biomarker discovery (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaczkowski Bogumil, Tanaka Yuji, Kawaji Hideya, Andersson Robin, Albin Sandelin, Itoh Masayoshi, Lassmann Timo, the FANTOM5 consortium, Hayashizaki Yoshihide, Carninci Piero, Forrest Alistair Raymond Russel.
  • 学会等名: RIKEN Symposium : Cancer research by CAGE method
  • 発表場所: Riken Yokohama Koryuto-hall, Yokohama, Japan
  • 年月日: 2016-09-13
• [学会発表] 子宮体癌リンパ節転移バイオマーカーのCAGE法を用いた探索と同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田惠美子、寺尾泰久、伊藤陽介、田中佑治、伊藤昌可、川路英哉、竹田省
  • 学会等名: 第15回 日本婦人科がん分子標的研究会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2016-08-19
• [学会発表] Novel approach to predict lymph node metastatic state of uterine endometrial cancer, toward reduction of lymphedema by detection of irrelevant lymphadenectomy (2016)
  • 著者名/発表者名: Emiko Yoshida, Yasuhisa Terao, Noriko Hayashi, Yosuke Ito, Kazunari Fujino, Takafumi Ujihira, Soshi Kusunoki, Miki Kimura, Hiroshi Kaneda, Tsuyoshi Ota, Daiki Ogishima, Kiyoko Kato, Yuji Tanaka, Masayoshi Ito, Hideya Kawaji, Atsuo Itakura, Satoru Takeda
  • 学会等名: 第58回 日本婦人科腫瘍学会学術講演会
  • 発表場所: 米子
  • 年月日: 2016-07-08
• [学会発表] CLST Educational Program: Cap Analysis of Gene Expression (CAGE) and cancer biology (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaczkowski Bogumil, Tanaka Yuji, Kawaji Hideya, Andersson Robin, Albin Sandelin, Itoh Masayoshi, Lassmann Timo, the FANTOM5 consortium, Hayashizaki Yoshihide, Carninci Piero, Forrest Alistair Raymond Russel
  • 学会等名: CLST Educational Program
  • 発表場所: RIKEN Kobe MI R&D Center , KOBE, Japan
  • 年月日: 2016-07-05
• [学会発表] Transcriptome analysis of recurrently deregulated genes across multiple cancers identifies new pan-cancer biomarkers., American Association for Cancer Research (2016)
  • 著者名/発表者名: Kaczkowski Bogumil, Tanaka Yuji, Kawaji Hideya, Andersson Robin, Albin Sandelin, Itoh Masayoshi, Lassmann Timo, the FANTOM5 consortium, Hayashizaki Yoshihide, Carninci Piero, Forrest Alistair Raymond Russel
  • 学会等名: Annual Meeting 2016,
  • 発表場所: Ernest N. Morial Convention Center, New Orleans, United States
  • 年月日: 2016-04-16
• [産業財産権] 鋳型核酸の分析方法、標的物質の分析方法、鋳型核酸または標的物質の 分析用キット、および鋳型核酸または標的物質の分析用装置 (2017)
  • 発明者名: 田中佑治、林崎良英、辻丸光一郎
  • 権利者名: 田中佑治、林崎良英、辻丸光一郎
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017-05-13
  • 外国
• [産業財産権] BIOMARKER FOR CANCER AND USE THEREOF (2016)
  • 発明者名: K Bogumil、田中佑治 他4名
  • 権利者名: K Bogumil、田中佑治 他4名
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2016-09-16
  • 外国