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インテリジェント画像活性細胞選抜法によるCTC検査法の創出

研究課題

研究課題/領域番号 21H01778
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28050:ナノマイクロシステム関連
研究機関立命館大学 (2022-2023)
東京大学 (2021)

研究代表者

磯崎 瑛宏  立命館大学, 理工学部, 准教授 (10732555)

研究分担者 松阪 諭  筑波大学, 医学医療系, 教授 (00372665)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023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)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードイメージングフローサイトメトリー / がん細胞検出 / 細胞分取 / 機械学習 / フローサイトメトリー / 血中循環がん細胞 / CTC / インテリジェント画像活性細胞選抜法 / Flow cytometry / マイクロ流体工学
研究開始時の研究の概要

本研究では、血中循環腫瘍細胞 (CTC)の高感度検出および解析技術を構築することを目的とする。これにより、患者への身体的負担の少ない血液検査によるCTC検出を用いたがんモニタリング方法の構築を目指す。がんの転移はがん細胞が血流に乗って他の場所に移ることによって起こるため、血中のがん細胞「CTC」を血液検査によって検出できれば、がんの早期発見などが可能になる。しかしながら、CTCは1 mLの血液中に数個しか存在しないと言われており、検出の感度を上げることが大きな課題であった。本研究は、マイクロ流体技術と超高速イメージング技術を用いることでこの課題を解決する。

研究成果の概要

本研究は、血中循環腫瘍細胞 (Circulating tumor cells; CTC)の高感度検出および解析技術を構築することを目的として研究を進めた。具体的には、検出感度を向上させるために新たなバイオマーカーであるPpIXを導入して、イメージングフローサイトメトリーで細胞の形態を観察することによって、検出感度の向上を目指した。このことにより、乳がん患者の血液サンプルから約20個のCTCとみられる細胞を検出することに成功した。さらに、これらの細胞を取り扱うことのできるマイクロ流路を開発し、その有用性を実験的に実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

1 mLの血液中に数個しか存在しないCTCを、イメージングフローサイトメトリーにより検出できる可能性を示したことは、フローサイトメトリーの新たな可能性を示すという観点で学術的に意義深い。さらに、それらの細胞を高精度に操作するマイクロ流路を新たに提案したことも、マイクロ流路の高度な設計方法を提案するという意味で学術的意義がある。また、患者への身体的負担の少ない血液検査によるCTC検出を用いたがんモニタリング方法の構築へ向けた重要な基礎研究結果を示したという観点で、社会的意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Virtual-freezing fluorescence imaging flow cytometry with 5-aminolevulinic acid stimulation and antibody labeling for detecting all forms of circulating tumor cells2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Hiroki、Shen Larina Tzu-Wei、Isozaki Akihiro、Mikami Hideharu、Yuan Dan、Miura Taichi、Kondo Yuto、Mori Tomoko、Kusumoto Yoshika、Nishikawa Masako、Yasumoto Atsushi、Ueda Aya、Bando Hiroko、Hara Hisato、Liu Yuhong、Deng Yunjie、Sonoshita Masahiro、Yatomi Yutaka、Goda Keisuke、Matsusaka Satoshi
    • 雑誌名

      Lab on a Chip

      巻: 23 号: 6 ページ: 1561-1575

    • DOI

      10.1039/d2lc00856d

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 画像に基づく大きな細胞の分取に向けた粘弾性流体制御によるオンチップセルソーターの評価2023

    • 著者名/発表者名
      長坂柚葵、中川悠太、丁天本、磯崎瑛宏、合田圭介
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第47回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オンチップ細胞分取デバイスの高速化へ向けた流路構造の検討2023

    • 著者名/発表者名
      中澤優真、磯崎瑛宏
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第48回研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 血中循環腫瘍細胞の分取に向けた粘弾性流体制御によるオンチップセルソーター2022

    • 著者名/発表者名
      長坂柚葵、松村洋貴、中川悠太、磯崎瑛宏、合田圭介
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第46回研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Detection and characterization of circulating tumor cell clusters by high-throughput optomechanical imaging flow cytometry2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Matsumura, Larina Shen, Akihiro Isozaki, Hideharu Mikami, Dan Yuan, Maik Herbig, Yuto Kondo, Tomoko Mori, Yoshika Kusumoto, Masako Nishikawa, Yutaka Yatomi, Satoshi Matsusaka, Keisuke Goda
    • 学会等名
      CYTO 2022
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 画像と深層学習で広がるフローサイトメトリーの応用2022

    • 著者名/発表者名
      磯崎 瑛宏, 合田 圭介
    • 学会等名
      第32回日本サイトメトリー学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] High-throughput on-chip imaging of diverse cancer cells in blood2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Matsumura, Larina Tzu-Wei Shen, Hideharu Mikami, Akihiro Isozaki, Dan Yuan, Taichi Miura, Yoshika Kusumoto, Masako Nishikawa, Atsushi Yasumoto, Takeshi Yamada, Aya Ueda, Hiroko Bando, Hisato Hara, Yutaka Yatomi, Satoshi Matsusaka, and Keisuke Goda
    • 学会等名
      The international Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光イメージングフローサイトメトリーによる血中循環腫瘍細胞の検出2021

    • 著者名/発表者名
      松村 洋貴, 沈 之為, 三上 秀治, 磯崎 瑛宏, 袁 丹, 楠本 佳香, 西川 真子, 山田 武史, 上田 文, 坂東 裕子, 原 尚人, 矢冨 裕, 松阪 諭, 合田 圭介
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第44回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高速蛍光イメージングフローサイトメトリーによるがん細胞の検出2021

    • 著者名/発表者名
      松村 洋貴, 沈 之為, 三上 秀治, 磯崎 瑛宏, 袁 丹, 三浦 太一, 楠本 佳香, 西川 真子, 安本 篤史, 山田 武史, 上田 文, 坂東 裕子, 原 尚人, 矢冨 裕, 松阪 諭, 合田 圭介
    • 学会等名
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第43回研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Intelligent image-activated cell sorting: principles and application to hematology2021

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Isozaki
    • 学会等名
      2021 Korean Society of Hematology (KSH) International Conference & 62nd Annual Meeting (ICKSH 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 磯崎研究室

    • URL

      https://sites.google.com/view/isozakilab/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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