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がんの転移先臓器の決定機能の解明に向けたエクソソーム輸送経路可視化技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K17715
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 ナノマイクロシステム
ナノバイオサイエンス
研究機関東京工業大学

研究代表者

茂木 克雄  東京工業大学, 生命理工学院, 研究員 (20610950)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードエクソソーム / マイクロ流体デバイス / イオン濃度分極 / イオン枯渇領域 / 単離濃縮 / 生体内環境模擬デバイス / エクソソーム精製技術 / pH濃度 / 単離・濃縮手法 / サブミクロン粒子ハンドリング / 単離・濃縮 / 血管内皮細胞 / 微細加工 / がん転移
研究成果の概要

エクソソームの精製のため、イオン枯渇領域のフィルタ作用を利用したマイクロ流体デバイスを試作した。この試作デバイスを用いて、エクソソームに対するイオン枯渇領域のフィルタ作用の斥力を可視化すると共に、処理後のエクソソーム残存数が既存法よりも40%以上改善していることを確認した。また、生体内環境を模擬した観察用デバイスについては、3.5mmディッシュに納まるサイズの細胞整列用マイクロ流体デバイスを製作した。本マイクロ流体デバイスにより293Tを整列培養し、2週間の長期培養に成功した。さらに、培養に必要となる試薬の自動調整装置として、微量液滴の操作用のEWOD技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

開発したエクソソームの精製技術は、従来法では得られなかった良質なサンプルが精製できるため、当該研究分野のスタンダード技術として普及が期待できる。また、生体内環境を模擬した観察用デバイスも、簡便な操作で多種類の細胞をそれぞれに整列させて培養できることから、創薬や医療の分野での利用が期待できる。さらに、開発したEWOD技術は、液滴の操作に要する条件の厳密性を緩和できることから、多くの分野で試薬自動調整装置として利用できる。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Fabrication of a Novel Culture Dish Adapter with a Small Recess Structure for Flow Control in a Closed Environment2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Reiko、Adachi Shungo、Okonogi Atsuhito、Anzai Youhei、Kamiyama Tadataka、Katano Keiji、Hoshi Nobuhiko、Natsume Tohru、Mogi Katsuo
    • 雑誌名

      Applied Sciences

      巻: 9 号: 2 ページ: 269-269

    • DOI

      10.3390/app9020269

    • NAID

      120006599078

    • 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] Damage-less Handling of Exosomes Using an Ion-depletion Zone in a Microchannel2018

    • 著者名/発表者名
      MOGI Katsuo、HAYASHIDA Kei、YAMAMOTO Takatoki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 34 号: 8 ページ: 875-880

    • DOI

      10.2116/analsci.17P462

    • NAID

      130007431919

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • 年月日
      2018-08-10
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of a unique pH-distribution around the boundary of an ion-depletion zone in a microchannel by using dual-excitation ratiometric technique2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuo Mogi
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 9 号: 4 ページ: 56-63

    • DOI

      10.3390/mi9040167

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Damage-less Handling of Exosomes Using an Ion-depletion Zone in Microchannel2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuo Mogi, Kei Hayashida, Takatoki Yamamoto
    • 雑誌名

      Analytical Sciences

      巻: 受理

    • NAID

      130007431919

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Virus Concentration Device by Controlling Ion Depletion Zone for Ultrasensitive Virus Sensing2017

    • 著者名/発表者名
      KATSUO MOGI, KEI HAYASHIDA, AYAE HONDA, TAKATOKI YAMAMOTO
    • 雑誌名

      Electronics and Communications in Japan

      巻: 100 号: 9 ページ: 56-63

    • DOI

      10.1002/ecj.11990

    • NAID

      210000173903

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vacuum ultraviolet light assisted bonding and nanoscale pattern transfer method for polydimethylsiloxane2017

    • 著者名/発表者名
      Y Hashimoto, K Mogi, T Yamamoto
    • 雑誌名

      Microelectronic Engineering

      巻: 176 ページ: 116-120

    • DOI

      10.1016/j.mee.2017.04.005

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 親疎水性界面と多孔質膜を利用したリキッドゲートによる連続的サンプリング機構の初期評価2017

    • 著者名/発表者名
      坂田 健士郎, 楊 路, 茂木 克雄, 山本 貴富喜
    • 雑誌名

      電気学会論文誌E(センサ・マイクロマシン部門誌)

      巻: 137 号: 6 ページ: 169-173

    • DOI

      10.1541/ieejsmas.137.169

    • NAID

      130005687856

    • ISSN
      1341-8939, 1347-5525
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Fabrication of a Novel Culture Dish Adapter with a Small Recess Structure for Flow Control in a Closed Environmen2019

    • 著者名/発表者名
      Reiko Yasuda, Shungo Adachi, Atsuhito Okonogi, Youhei Anzai, Tadataka Kamiyama, Keiji Katano, Nobuhiko Hoshi, Tohru Natsume, Katsuo Mogi
    • 学会等名
      International conference on PharmScience Reseach & Development
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マイクロ・ナノ粒子の分画分離手法ー浮遊粒子のハンドリング技術への取り組みー2019

    • 著者名/発表者名
      茂木克雄
    • 学会等名
      4大学ナノ・マイクロファブリケーションコンソーシアムシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マイクロチューブポンプならびに微小流路を用いたANSI/SBS規格サイズの培養液自動交換システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      安田玲子、足達俊吾、小此木孝二、安西洋平、上山忠孝、片野圭二、夏目徹、茂木克雄
    • 学会等名
      第37回化学とマイクロ・ナノシステム学会研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] イオン枯渇領域の斥力を用いたエクソソームのハンドリングとその負荷の検証2018

    • 著者名/発表者名
      茂木克雄、林田佳、山本貴富喜
    • 学会等名
      第36回化学とマイクロ・ナノシステム学会研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Relation between pH distribution within an ion depletion zone and the repulsive force to exosome2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuo Mogi, Reiko Yasuda, Shungo Adachi, Naoki Goshima, Tohru Natsume
    • 学会等名
      44th International Conference on Micro and Nanoengineering (MNE) 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロチューブポンプを用いたかけ流し培養装置の開発と培養細胞の機能評価2018

    • 著者名/発表者名
      安田玲子、足達俊吾、小此木孝二、安西洋平、上山忠孝、片野圭二、星信彦、夏目徹、茂木克雄
    • 学会等名
      第38回 化学とマイクロ・ナノシステム学会研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cell culture platform based on microfluidic device for exosome assay2018

    • 著者名/発表者名
      茂木克雄
    • 学会等名
      The 5th JSEV Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 整列する浮遊粒子-微笑液滴や細胞、生体内小胞のハンドリング技術-2018

    • 著者名/発表者名
      茂木克雄、五島直樹、久保泰、夏目徹
    • 学会等名
      テクノブリッジフェア2018 in つくば
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] VISUALIZATION TECHNIQUE OF PH DISTRIBUTION IN A ION DEPLETION ZONE FOR EXOSOME CONCENTRATION2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuo Mogi
    • 学会等名
      the 9th International Conference on Microtechnologies in Medicine and Biology (MMB 2018) in Monterey
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A STUDY OF EFFECTS OF ION-DEPLETION ZONE ON BIO-SUBSTANCES FOR SMART HANDLING2017

    • 著者名/発表者名
      Katsuo Mogi, Kei Hayashida, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      The 3rd Africa International Biotechnology and Biomedical Conference (AIBBC 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 4種類のエクソソームを用いたイオン枯渇領域による濃縮効果の検証2017

    • 著者名/発表者名
      茂木克雄、林田佳、山本貴富喜
    • 学会等名
      第9回日本RNAi研究会・第4回日本細胞外小胞学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子間力顕微鏡を用いた細胞外小胞に対するイオン枯渇領域の斥力影響の評価手法の開発2017

    • 著者名/発表者名
      茂木 克雄、林田 佳、山本 貴富喜
    • 学会等名
      第8回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン枯渇領域の斥力を用いたエクソソームのハンドリングとその負荷の検証2017

    • 著者名/発表者名
      茂木克雄、林田佳、山本貴富喜
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第36回研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on the Mechanism of Direct Bonding of Plastics by Vacuum Ultraviolet Light less than 160-nm2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hashimoto, Katsuo Mogi, Takatoki Yamamoto
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [産業財産権] 開放空間型の液体操作装置2019

    • 発明者名
      茂木克雄、足達俊吾、井上朋也、夏目徹
    • 権利者名
      茂木克雄、足達俊吾、井上朋也、夏目徹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-031670
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] アダプタ、クローズドチャンバ、細胞培2019

    • 発明者名
      茂木克雄、足達俊吾、夏目徹、他
    • 権利者名
      茂木克雄、足達俊吾、夏目徹、他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-001807
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 液体操作装置2018

    • 発明者名
      茂木克雄、足達俊吾、井上朋也、夏目徹
    • 権利者名
      茂木克雄、足達俊吾、井上朋也、夏目徹
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-217609
    • 出願年月日
      2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2020-03-30  

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