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超高感度細胞膜抗原検出法とがんコンパニオン診断への適用

研究課題

研究課題/領域番号 18H03936
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関九州大学

研究代表者

片山 佳樹  九州大学, 工学研究院, 教授 (70284528)

研究分担者 馬場 英司  九州大学, 医学研究院, 教授 (00315475)
浅井 大輔  昭和薬科大学, 薬学部, 准教授 (10423485)
森 健  九州大学, 工学研究院, 准教授 (70335785)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
42,510千円 (直接経費: 32,700千円、間接経費: 9,810千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2019年度: 12,480千円 (直接経費: 9,600千円、間接経費: 2,880千円)
2018年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
キーワード細胞膜抗原 / フローサイトメトリー / 蛍光分子プローブ / コンパニオン診断 / 酵素基質 / 分子プローブ / がん / がん診断 / 免疫組織化学 / 膜抗原
研究成果の概要

本研究では、がんコンパニオン診断を念頭に置いた細胞膜抗原の超高感度解析法の開発を実施した。当初は、加水分解酵素を抗体に標識し、当該酵素との反応により、水溶性から疎水性に変化する蛍光プローブを設計し、従来法に対し大きな感度向上を実現して低発現量の膜抗原の検出にも成功した。しかし、蓄積した色素が脱離し、他の細胞に移動する「色移り」が問題となった。種々の検討を経て、酵素反応により細胞透過性とタンパクへの反応性を獲得できる新しい蛍光プローブを開発して「色移り」の解決に成功し、コンパニオン診断に重要な膜抗原の検出にも成功した。また、ヒト細胞に内在活性を持たない酵素の探索にも成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

最近、細胞(できれば生細胞)の機能を詳細に分別する必要性が高まっている。その最も直接的な方法は、フローサイトメトリーによる膜抗原の検出であるが、細胞の自家蛍光のため大半の重要な膜抗原は発現量が足りずに検出できない現状がある。今回開発した手法は、その問題を解決できるものであり、がんコンパニオン診断はもちろん、再生医療における幹細胞の純化など、これまで未達成の技術におけるブレイクスルーとなることが来た出来る。また、これらの目的にはヒト細胞で存在しない活性の酵素が必要であるが、これまでこのような観点からの酵素化学は存在しなかった。今回の研究ではその糸口がつかめたと言える

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Fluorescence Signal Amplification by Using β-Galactosidase for Flow Cytometry; Advantages of an Endogenous Activity-free Enzyme2020

    • 著者名/発表者名
      T. Nobori, M. Kawamura, R. Yoshida, T. Joichi, K. Kamino, A. Kishimura, E. Baba, T. Mori, Y. Katayama
    • 雑誌名

      Anal. Chem.

      巻: 92 号: 4 ページ: 3069-3076

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b04471

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 西洋ワサビペルオキシダーゼを用いる膜タンパク質の蛍光標識における信号対雑音比の改善2019

    • 著者名/発表者名
      森 健, 神野 健太, 織田 剛史, 片山 佳樹
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 68 号: 12 ページ: 961-964

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.68.961

    • NAID

      130007783472

    • ISSN
      0525-1931
    • 年月日
      2019-12-05
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生細胞を用いる超高感度膜タンパク質分析法2019

    • 著者名/発表者名
      片山佳樹
    • 雑誌名

      ケミカルエンジニヤリング

      巻: 63 ページ: 785-790

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alkaline Phosphatase-Catalyzed Amplification of a Fluorescence Signal for Flow Cytometry.2018

    • 著者名/発表者名
      T. Nobori, K. Tosaka, A. Kawamura, T. Joichi, K. Kamino, A. Kishimura, E. Baba, T. Mori, Y. Katayama
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 90 号: 2 ページ: 1059-1062

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b03893

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Fluorescence amplification by using hydrolases for antigen-specific cell staining2020

    • 著者名/発表者名
      Qi Song, Takeshi. Mori, Yoshiki Katayama
    • 学会等名
      3rd G'L'owing Polymer Symposium in KANTO
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 酵素増感反応による膜タンパク質の検出を目指したキノンメチド型蛍光基質の開発2020

    • 著者名/発表者名
      桝井 美咲 ・ 小野 啓一郎 ・ 野口 克也 ・ 下村 隆 ・ 大内 雄也 ・ 石山 宗孝 ・ 志賀 匡宣 ・ 上野 右一郎・ 岸村 顕広・ 森 健・ 片山 佳樹
    • 学会等名
      第80回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 加水分解酵素を用いる標的膜タンパク質発現細胞の高感度蛍光標識法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      金子 諒右、桝井 美咲、小野 啓一郎、野口 克也、下村 隆、大内 雄也、石山 宗孝、志賀 匡宣、上野 右一郎、岸村 顕広、森 健、片山 佳樹
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 酵素増感反応による低発現膜タンパク質の検出を目指したキノンメチド型蛍光基質の開発2020

    • 著者名/発表者名
      桝井 美咲、小野 啓一郎、野口 克也、下村 隆、大内 雄也、石山 宗孝、志賀 匡宣、上野 右一郎、岸村 顕広、森 健、片山 佳樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 複数の低発現膜タンパク質の同時検出を可能とする酵素応答性基質の開発2020

    • 著者名/発表者名
      金子 諒右、川村 真朱美、岸村 顕広、森 健、片山 佳樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 抗体医薬の問題点にアプローチする計測及び治療技術2019

    • 著者名/発表者名
      片山佳樹
    • 学会等名
      キヤノン財団リユニオン2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 抗体医薬の諸問題にアプローチする新しい診断・治療システム2019

    • 著者名/発表者名
      片山佳樹
    • 学会等名
      メディショナルナノテク研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 持続的な細胞の蛍光染色を可能とする酵素応答性基質の開発2019

    • 著者名/発表者名
      川村 真朱美、吉田 良祐、 岸村 顕広、 森 健、 片山 佳樹
    • 学会等名
      日本分析化学会 第68年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フローサイトメトリーの高感度化のための酵素増感可能な蛍光性基質の開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉田良祐、川村真朱美、森 健、岸村顕広、片山佳樹
    • 学会等名
      第37回九州分析化学若手の会 夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HRP の増感反応による膜タンパク質の高感度検出と非特異染色の低減化に向けた蛍光性基質の開発2019

    • 著者名/発表者名
      織田剛史 , 本部大輝 , 川村真朱美 , 岸村顕広 , 森健 , 片山佳樹
    • 学会等名
      第37回九州分析化学若手の会 夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 膜タンパク質の高感度な検出を目指した酵素増感可能な蛍光性基質の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小野啓一郎、本部大輝、森健、岸村顕弘、片山佳樹
    • 学会等名
      第37回九州分析化学若手の会 夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] フローサイトメトリーの高感度化のための酵素増感可能な蛍光性基質の開発2019

    • 著者名/発表者名
      吉田良祐, 川村真朱美, 岸村顕弘, 森健, 片山佳樹
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HRPの増感反応による膜タンパク質の高感度検出と非特異染色の低減化に向けた蛍光性基質の開発2019

    • 著者名/発表者名
      織田剛史, 本部大輝, 川村真朱美, 岸村顕弘, 森健, 片山佳樹
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酵素反応による膜タンパク質の高感度な検出を目指した蛍光性基質の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小野啓一郎, 本部大輝, 岸村顕弘, 森健, 片山佳樹
    • 学会等名
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 膜タンパク質の高感度検出のための酵素増感可能な蛍光性基質の開発 1.疎水化基質2019

    • 著者名/発表者名
      吉田良祐、川村真朱美、森 健、岸村顕広、片山佳樹
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 膜タンパク質の高感度検出のための酵素増感可能な蛍光性基質の開発 2.低疎水性分子2019

    • 著者名/発表者名
      小野啓一郎、本部大輝、森健、岸村顕弘、片山佳樹
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] HRPの増感反応による膜タンパク質の高感度検出のための蛍光性気質の開発」2019

    • 著者名/発表者名
      織田 剛史 ・ 本部 大輝・ 川村 真朱美 ・ 岸村 顕広 ・ 森 健 ・ 片山 佳樹
    • 学会等名
      第79回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 診断・治療における現行の問題点を解決する新規工学的アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      片山佳樹
    • 学会等名
      日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] New Nano-particular Systems for Autoimmune Inflammatory Disease Therapeutics2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Katayama
    • 学会等名
      International Conference on Medicinal Chemistry & Drug Design
    • 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] 診断・創薬のための 細胞シグナル測定法に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      片山佳樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Catalyzed Reporter Penetration:A Novel Method for Signal Amplification in Flow Cytometry2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Katayama
    • 学会等名
      Biomaterials International 2018
    • 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] フローサイトメトリーの高感度化を目指した細胞の蛍光標識法2018

    • 著者名/発表者名
      森健、登貴信、川村真朱美、本部大輝、岸村顕広、片山佳樹
    • 学会等名
      第78回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] β-ガラクトシダーゼを増感酵素に用いたフローサイトメトリーの高感度化2018

    • 著者名/発表者名
      本部大輝、神野健太、岸村顕広、森健、片山佳樹
    • 学会等名
      第34回分析化学緑陰セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 膜タンパク質の一細胞解析に向けたβ-ガラクトシダーゼを増感酵素とする蛍光性基質の開発2018

    • 著者名/発表者名
      川村真朱美、登貴信、岸村顕広、森健、片山佳樹
    • 学会等名
      第34回分析化学緑陰セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] βガラクトシダーゼを増感酵素に用いたフローサイトメトリーの高感度化のための蛍光性基質の開発2018

    • 著者名/発表者名
      川村真朱美、登貴信、岸村顕広、森健、片山佳樹
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 酵素応答的な蛍光分子の細胞内集積を 利用するフローサイトメトリーの高感度2018

    • 著者名/発表者名
      本部 大輝、神野 健太、岸村 顕広、森 健、片山 佳樹
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [産業財産権] 国際特許2020

    • 発明者名
      大内雄也、野口克也、石山宗孝、片山佳樹、森健
    • 権利者名
      九州大学、㈱同仁化学研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 細胞滞留性蛍光化合物並びにそれを用いた細胞の染色方法及び高感度検出方法2019

    • 発明者名
      大内雄也、野口克也、石山宗孝、片山佳樹、森健
    • 権利者名
      大内雄也、野口克也、石山宗孝、片山佳樹、森健
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-111159
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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