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がんの原発巣高速診断を実現するオンチップリキッドバイオプシーの構築

研究課題

研究課題/領域番号 19H04489
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分90130:医用システム関連
研究機関熊本大学

研究代表者

中島 雄太  熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 准教授 (70574341)

研究分担者 藤原 章雄  熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 准教授 (70452886)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワードリキッドバイオプシー / BioMEMS / がん検診 / バイオマイクロデバイス / がん検出 / バイオセンサ / QCM / オンチップリキッドバイオプシー / 原発巣診断 / がん診断
研究開始時の研究の概要

がんを早期発見するためにはがん検診が重要であり、血液などの生体液から診断が可能なリキッドバイオプシーの実現が期待されている。これまでに、がん患者の血液中にわずかに存在する循環腫瘍細胞や尿に含まれる匂いをターゲットとして診断する技術が開発され有効性が示されてきたが、どれもがんの有無を識別するものであった。本研究では、リキッドバイオプシーでがんの原発巣を診断する仕組みを構築することを目的とし、センサとして細胞のセンシング能を利用することを発想した。これを実現するために、生化学的アプローチによりがん環境中での細胞の動態解析を行い、工学的アプローチによりがん原発巣診断デバイスを構築する。

研究成果の概要

本研究では、リキッドバイオプシーによりがんの原発巣を診断することが可能な技術を開発することを目的とし、がんを見つけるセンサとして細胞を活用する技術を考案した。このデバイスは、センシング用細胞を培養するための流路とがんを検出するための検出部から構成される。サンプルとして、がん細胞の培養上清を細胞培養部に導入したところ、センシング用細胞ががんの種類に応じて異なる産生物を産生することを明らかにした。また、その産生物を検出部でリアルタイムに検出できることを実証した。がんを移植したマウスの血清を用いた実験でも検出に成功しており、構築した技術の更なる高度化によりがんの原発巣を特定できることを示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がんを早期に発見する点において、リキッドバイオプシーは低侵襲かつ簡便、高速に検査できる点で有用であることが周知の事実であるが、既存の技術では、原発巣を特定できないことが大きな課題である。本研究の成果は、リキッドバイオプシーによってがんの原発巣を特定できる可能性を示唆した点で、がん医療における早期発見、早期治療の観点で非常に大きな社会的意義がある。また、本成果は、自身の細胞を用いた評価が可能なため、がんの診断のみならず、他の疾患への適用や、細胞応答を基にした治療薬のスクリーニングや治療方針決定に適用することができるなど、次世代医療への展開・貢献も期待でき、学術的・社会的意義を持つ。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] がん環境中に存在する免疫細胞の動態評価2023

    • 著者名/発表者名
      池内洋輔、井手佑介、西東洋一、中西義孝、中島雄太
    • 学会等名
      第 33 回バイオフロンティア講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 血液検査でのがんの検出・モニタリングを実現するマイ クロフィルタデバイス2022

    • 著者名/発表者名
      中島雄太
    • 学会等名
      第34回バイオエンジニアリング講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fundamental evaluation of biosensing microdevice based on immune response2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ide, Soichiro Fukuyama, Koki Yamasaki, Yoichi Saito, Yukio Fujiwara, Yoshitaka Nakanishi, Yuta Nakashima
    • 学会等名
      The 13th Japan-China-Korea Joint Conference on MEMS/NEMS
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液体検査での癌の検出・判別を目指したバイオセンシングデバイスに関する基礎的検証2021

    • 著者名/発表者名
      福山創一朗,藤原章雄,菰原義弘,中西義孝,中島雄太
    • 学会等名
      日本生体医工学会九州支部講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] がんを判別するための免疫応答を基にしたマイクロバイオセンシングデバイスの構築2021

    • 著者名/発表者名
      福山創一朗,藤原章雄,菰原義弘,中西義孝,中島雄太
    • 学会等名
      日本機械学会九州支部第74期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 免疫応答を利用した癌検出デバイスの構築2020

    • 著者名/発表者名
      久本貴哉、藤原章雄、菰原義弘、中西義孝、中島雄太
    • 学会等名
      2020年日本生体医工学会九州支部学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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