血中循環がん細胞の検出を目指した細胞チップデバイスの開発

• 研究課題/領域番号: 24510173
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 山村 昌平 独立行政法人産業技術総合研究所, 健康工学研究部門, 主任研究員 (50432141)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 細胞チップ / マイクロアレイ / 循環がん細胞 / 転移性がん / 単一細胞解析 / バイオチップ / ハイスループットスクリーニング

研究成果の概要

本研究では、独自の集積型の細胞チップを作製し、血中循環がん細胞（CTC）の検出系の構築を目指した。微細加工技術を用いて、直径105マイクロメートルのマイクロチャンバーが約2万個集積した細胞マイクロアレイチップを作製した。デザインや表面処理等を検討し、1枚のチップで約180万個の白血球を単一層に配置することに成功した。本細胞チップを用いて、全血中に添加した0.0001％の標的がん細胞を検出することができた。検出後、独自のマイクロマニピュレーターを用いて、標的の単一がん細胞を回収し、一細胞PCRすることも可能であった。さらに、本細胞チップを用いて、肺がん患者試料中のCTC検出にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Singlet-Oxygen-Sensitizing Near-Infrared-Fluorescent Multimodal Nanoparticles (2013)
  • 著者名/発表者名: Shibu E.S., Sugino S., Ono K., Saito H., Nishioka A., Yamamura S., Sawada M., Nosaka Y., Biju V.
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 巻: 52 号: 40 ページ: 10559-10563
  • DOI: 10.1002/anie.201304264
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impairments of cells and genomic DNA by environmentally transformed engineered nanomaterials (2013)
  • 著者名/発表者名: Jones P., Sugino S., Yamamura S., Lacy F., Biju V.
  • 雑誌名: Nanoscale 巻: 5 号: 20 ページ: 9511-9516
  • DOI: 10.1039/c3nr03118g
• [雑誌論文] Detection of miRNA in cell cultures by using microchip electrophoresis with a fluorescence-labeled riboprobe (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamura S, Yatsushiro S, Yamaguchi Y, Abe K, Shinohara Y, Kataoka M
  • 雑誌名: Sensors 巻: 12 号: 6 ページ: 7576-7586
  • DOI: 10.3390/s120607576
  • NAID: 120007141560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Accurate detection of carcinoma cells by use of a cell microarray chip (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamura S, Yatsushiro S, Yamaguchi Y., Abe K., Shinohara Y., Tamiya E., Baba Y., Kataoka M.
  • 雑誌名: PloS One 巻: 7 号: 3 ページ: e32370-e32370
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0032370
  • 査読あり
• [学会発表] Cell microarray chips for early diagnosis (2015)
  • 著者名/発表者名: Shohei Yamamura
  • 学会等名: JAIMA Advanced Diagnostics Forum, Biopharama Asia Convention 2015
  • 発表場所: Biopolis, Singapore
  • 年月日: 2015-03-23 – 2015-03-25
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞チップ用いた各種疾患診断技術の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平
  • 学会等名: 第34回 広大サステナブル科学セミナー
  • 発表場所: 広島大学（広島）
  • 年月日: 2015-02-23
  • 招待講演
• [学会発表] Multicolor fluorescence microscopic imaging of tumor cells enhanced with the plasmonic chip (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiko Tawa, Chisato Sasakawa, Izumi Shibata, Shohei Yamamura, Masatoshi Kataoka,
  • 学会等名: MNC2014
  • 発表場所: Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2014-11-06
• [学会発表] 細胞チップを用いた単一細胞機能解析および診断技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平
  • 学会等名: BioJapan 2014
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-17
• [学会発表] 血中循環がん細胞検出のための細胞チップの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、阿部佳織、芝田いずみ、八代聖基、馬場嘉信、片岡正俊
  • 学会等名: 日本化学会第8回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 細胞チップを用いた単一細胞機能解析および診断技術 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平
  • 学会等名: 産総研 新技術説明会
  • 発表場所: JST東京本部（東京）
  • 年月日: 2014-07-01
• [学会発表] High-throughput screening and analysis for circulating tumor cells using a cell microarray chip (2014)
  • 著者名/発表者名: Shohei Yamamura, Kaori Abe, Shouki Yatsushiro, Yoshinobu Baba, Masatoshi Kataoka
  • 学会等名: Biosensors 2014
  • 発表場所: Melbourne, Australia
  • 年月日: 2014-05-28
• [学会発表] 血中循環がん細胞検出を目指した細胞チップの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、阿部佳織、八代聖基、馬場嘉信、片岡正俊
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知）
• [学会発表] 循環がん細胞検出用細胞チップの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 片岡正俊、阿部佳織、八代聖基、山村昌平
  • 学会等名: LS-BT合同研究発表会
  • 発表場所: 産総研つくば本部（茨城）
• [学会発表] 血中循環がん細胞の検出を目指した細胞チップの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 学会等名: 産総研本格研究ワークショップ（四国）
  • 発表場所: 愛媛文教会館（愛媛）
• [学会発表] 細胞チップを用いた血中循環がん細胞の検出系の構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、阿部佳織、八代聖基、馬場嘉信、片岡正俊
  • 学会等名: 日本化学会生体機能関連化学部会バイオテクノロジー部会、第7回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知）
• [学会発表] プラスチック製マイクロチップ基板を用いた血中バイオマーカー測定法の構築 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片岡正俊、山村昌平
  • 学会等名: 第62回日本医学検査学会
  • 発表場所: サンポート高松（香川）
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞チップを用いた血中循環がん細胞の検出技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、八代聖基、阿部佳織、May MawThet、馬場嘉信、片岡正俊
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学（滋賀）
• [学会発表] 血中循環がん細胞の検出を目指した細胞チップの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 学会等名: 産総研本格研究ワークショップ（四国）
  • 発表場所: サンメッセ香川（香川）
• [学会発表] ラスチック製マイクロチップ基板での血中アディポカイン測定と糖尿病診断への応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 片岡正俊、阿部佳織、山村昌平、八代聖基
  • 学会等名: 第25回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 産総研つくば（茨城）
  • 招待講演
• [学会発表] Cell microarray chip for accurate detection of circulating tumor cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shohei Yamamura, Shouki Yatsushiro, Kaori Abe, May MawThet, Yoshinobu Baba, Masatoshi Kataoka,
  • 学会等名: International Joint Symposium on Single-Cell Analysis (SCS 2012)
  • 発表場所: Kyoto, JAPAN
• [学会発表] 血中循環がん細胞の検出を目指した細胞チップの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 学会等名: 産総研オープンラボ2012
  • 発表場所: 産総研つくば（茨城）
• [学会発表] 血中循環がん細胞の検出を目指した細胞チップの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 学会等名: 徳島ビジネスチャレンジメッセ2012
  • 発表場所: アスティーとくしま（徳島）
• [学会発表] Recovery of malaria-infected erythrocyte from a cell microarray chip with a micromanipulator and PCR analysis for species identification of malaria
  • 著者名/発表者名: Kaori Abe, Eriko Obana, Yoshiko Hashimoto, Shouki Yatsushiro, Shohei Yamamura, Yasuo Shinohara, Yoshinobu Baba and Masatoshi Kataoka
  • 学会等名: Advances in Biodetection & Biosensors
  • 発表場所: Berlin, Germany
• [図書] 生物工学会誌「バイオミディア」、細胞チップによる単一細胞解析と診断技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 日本生物工学会
• [図書] 「Chemical Sensors」化学センサ、細胞チップを用いた新規診断技術の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 電気化学会・化学センサ研究会
• [図書] タンパク質分析、マイクロチップを用いたバイオマーカー解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 片岡正俊、八代聖基、山村昌平
  • 総ページ数: 3
  • 出版者: 丸善出版
• [図書] 産総研TODAY、がんの早期診断法を開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山村昌平
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 産業技術総合研究所
• [産業財産権] マイクロチャンバーアレイプレート、及び当該プレートを用いた細胞同定方法 (2015)
  • 発明者名: 山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-191129
  • 出願年月日: 2015-03-04
• [産業財産権] 細胞内の核酸の解析方法ならびにそのためのシステムおよびキット (2014)
  • 発明者名: 荒木淳吾、増渕茉奈美、山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 権利者名: コニカミノルタ、産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-191129
  • 出願年月日: 2014-07-03
• [産業財産権] 懸濁液の移送方法 (2014)
  • 発明者名: 松本修一郎、赤木良教、野村茂、山村昌平、片岡正俊
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-115079
  • 出願年月日: 2014-06-03
• [産業財産権] 細胞の剥離方法、細胞支持用基材、細胞培養用基材、並びに、細胞の培養方法 (2013)
  • 発明者名: 赤木良教、松本修一郎、野村茂、伊豆本義隆、山村昌平、片岡正俊
  • 権利者名: 積水化学工業株式会社、産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-273283
  • 出願年月日: 2013-12-27
• [産業財産権] マイクロアレイチップ及び該チップを用いた細胞解析方法 (2013)
  • 発明者名: 山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 権利者名: 産業技術総合研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-182984
  • 出願年月日: 2013-09-04
• [産業財産権] 細胞展開用マイクロチャンバーチップ (2012)
  • 発明者名: 星久美子、荒木淳吾、山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 権利者名: コニカミノルタ、産総研
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-149407
  • 出願年月日: 2012-07-03
• [産業財産権] 細胞展開用マイクロチャンバーチップの製造方法 (2012)
  • 発明者名: 星久美子、荒木淳吾、山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 権利者名: コニカミノルタ、産総研
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-149406
  • 出願年月日: 2012-07-03
• [産業財産権] 細胞展開用デバイスおよび希少細胞の検出方法 (2012)
  • 発明者名: 荒木淳吾、星久美子、山村昌平、八代聖基、片岡正俊
  • 権利者名: コニカミノルタ、産総研
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-149405
  • 出願年月日: 2012-07-03