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血中循環がん細胞の検出・解析用デバイス開発

研究課題

研究課題/領域番号 19H04495
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

片岡 正俊  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (20224438)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
2021年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2020年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード細胞単層配列 / 免疫多重染色 / 循環がん細胞 / 一細胞PCR / 一細胞解析 / がん幹細胞 / 診断デバイス / がん / 診断 / 細胞機能解析
研究開始時の研究の概要

がんの予後や治療の効果判定・予測に利用可能な循環がん細胞(CTC)は、末梢血での検査が可能で有用性は極めて大きい。しかしながら、がん細胞の多様性から正確なCTC検出は難しい。そこで、プラスチック基板上での細胞単層配列と免疫多重染色によりCTCを一細胞レベルで正確に検出・定量化と位置特定化可能なデバイス開発を行う。さらに位置特定化された標的細胞を一細胞レベルで回収可能な細胞用ピンセットを開発し、一細胞レベルの機能解析を行うことで、がん細胞の薬剤耐性など個々のがん情報を得られる解析系を構築する。

研究成果の概要

がん転移巣形成に働き、予後や治療効果の判定に利用できる血中循環がん細胞 (Circulating tumor cell, CTC) を対象に、上皮細胞マーカーEpCAM発現に依存しない多重免疫染色が可能な平板全面細胞単層配列法、さらに標的一細胞を回収できる細胞ピンセットの開発を行った。平板なスライドガアクリルアクリル基板上で基板全面に約1,000万個単位の白血球を単層配列後、上皮マーカーを含む免疫多重染色を行うことでがん細胞の多様性に対応できるCTCの定量検計系を構築した。さらに標的細胞回収可能な細胞ピンセット開発を行い、標的がん細胞の回収と一細胞PCRによる遺伝子解析にも成功している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

唯一FDAで認可されているCTC検出デバイスであるセルサーチシステムでは、上皮細胞マーカーEpCAMによる細胞濃縮過程が必要で、がん細胞の多様性によるEpCAM低発現のCTCを見逃すことが知られている。本課題で開発した平板全面細胞単層配列法では多重免疫染色による標的細胞の検出・位置特定化が可能で、EpCAMに依存しないがん細胞検出により正確なCTCの定量検出と細胞ピンセットによる一細胞回収技術を利用したがん細胞の遺伝子発現解析により、薬剤耐性や分化度の判定などより詳細ながん診断応用が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件)

  • [雑誌論文] Application of micropore device for accurate, easy, and rapid discrimination of Saccharomyces pastorianus from Dekkera spp.2021

    • 著者名/発表者名
      Kazumichi Yokota, Asae Takeo, Hiroko Abe, Yuji Kurokawa, Muneaki Hashimoto, Kazumichi Kajimoto, Masato Tanaka, Sanae Murayama, Yoshihiro Nakajima, Masateru Taniguchi, Masatoshi Kataoka
    • 雑誌名

      Biosensors

      巻: 11 号: 8 ページ: 272-272

    • DOI

      10.3390/bios11080272

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of Electrolyte Concentration on Cell Sensing by Measuring Ionic Current Waveform through Micropores2021

    • 著者名/発表者名
      Yokota Kazumichi、Hashimoto Muneaki、Kajimoto Kazuaki、Tanaka Masato、Murayama Sanae、Tsutsui Makusu、Nakajima Yoshihiro、Taniguchi Masateru、Kataoka Masatoshi
    • 雑誌名

      Biosensors

      巻: 11 号: 3 ページ: 78-78

    • DOI

      10.3390/bios11030078

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 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] Highly Sensitive and Rapid Quantitative Detection of Plasmodium falciparum Using an Image Cytometer2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Muneaki、Yokota Kazumichi、Kajimoto Kazuaki、Matsumoto Musashi、Tatsumi Atsuro、Nakajima Yoshihiro、Mita Toshihiro、Minakawa Noboru、Oka Hiroaki、Kataoka Masatoshi
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 8 号: 11 ページ: 1769-1769

    • DOI

      10.3390/microorganisms8111769

    • 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] Quantitative Detection of Plasmodium falciparum Using, LUNA-FL, A Fluorescent Cell Counter2020

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Muneaki、Yokota Kazumichi、Kajimoto Kazuaki、Matsumoto Musashi、Tatsumi Atsuro、Yamamoto Kenichi、Hyodo Tomonori、Matsushita Kiichiro、Minakawa Noboru、Mita Toshihiro、Oka Hiroaki、Kataoka Masatoshi
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 8 号: 9 ページ: 1356-1356

    • DOI

      10.3390/microorganisms8091356

    • 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] Development of a quantitative, portable, and automated fluorescent blue-ray device-based malaria diagnostic equipment with an on-disc SiO2 nanofiber filter2020

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Takeki、Hashimoto Muneaki、Nagatomi Kenji、Nogami Takahiro、Sofue Yasuyuki、Hayashi Takuya、Ido Yusuke、Yatsushiro Shouki、Abe Kaori、Kajimoto Kazuaki、Tamari Noriko、Awuor Beatrice、Sonye George、Kongere James、Munga Stephen、Ohashi Jun、Oka Hiroaki、Minakawa Noboru、Kataoka Masatoshi、Mita Toshihiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 6585-6585

    • DOI

      10.1038/s41598-020-63615-2

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a highly sensitive, quantitative, and rapid detection system for Plasmodium falciparum-infected red blood cells using a fluorescent blue-ray optical system2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Takeki、Yatsushiro Shouki、Hashimoto Muneaki、Kajimoto Kazuaki、Ido Yusuke、Abe Kaori、Sofue Yasuyuki、Nogami Takahiro、Hayashi Takuya、Nagatomi Kenji、Minakawa Noboru、Oka Hiroaki、Mita Toshihiro、Kataoka Masatoshi
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 132 ページ: 375-381

    • DOI

      10.1016/j.bios.2019.02.064

    • 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

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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