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2016 年度 実績報告書

サイトカインコーディングとマイクロ粒子センサアレイによるがんの可視化

研究課題

研究課題/領域番号 16H03166
研究機関信州大学

研究代表者

山口 昌樹  信州大学, 学術研究院繊維学系, 教授 (50272638)

研究分担者 小泉 知展  信州大学, 学術研究院医学系, 教授 (20273097)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード生物・生体工学 / マイクロ・ナノデバイス / モニタリング / がん / サイトカイン
研究実績の概要

本研究は,300種以上が発見されているサイトカインと呼ばれる一群の情報伝達物質のコード情報と経時的な変化を測定し,早期のがん部位を可視化することを目的とした。本年度は,抗体修飾した抗原内包型の光開裂性マイクロ粒子の開発と,シグナル増幅法の基礎研究を行うために,下記の3課題に取り組んだ。
1. 光開裂性マイクロ粒子の作成 1) 骨格層,2) 脂質二重膜,3) 外殻層からなる直径2ミクロンほどのマイクロ粒子を試作した。外殻層に光触媒であるTiO2を用いることで光開裂性を付与し,メチレンブルーの分解スピードから光触媒活性を評価して光開裂性を実証し,所望の結果を得た。本年度は,進歩性・新規性の担保に注力し,光開裂性マイクロカプセルの特許出願を優先した。
2. シグナル増幅法の基本特性の測定 光開裂性マイクロ粒子の作成に手間取ったため,本取り組みはやや遅れている。抗体密度の最適化に関しては,抗体固定化効率を自己組織化単分子膜のプローブ分子のアルキル鎖長で調整できるところまでを実験的に示した。応答時間,シグナル増幅率については,検証を続けている。
3. サイトカインセンサの開発 アルカリフォスファターゼ標識抗サイトカイン抗体 (コンジュゲート) を有機合成して,競合法と発光基質を用いたイムノアッセイ-光検出系を設計・試作した。光電子増倍管を用いた検出機構も試作し,サイトカインセンサの性能評価を実施できる状況になった。一方で,被測定物質の同定にも着手し,ケースコントロールスタディの予備実験を開始した。その結果をもとに,肺がんリスク状態の評価方法,進行度合いの評価方法に関する特許出願を行った。
また,本年度の成果は,国内外の雑誌論文5編,学会発表5件,著書1編等で報告した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

申請時に計画した本年度実施すべき3つの課題のうち,光開裂性マイクロ粒子の作成を完了するとともに,特許出願した。残り2つの課題である「サイトカイン・コーディングに基づくがん部位に関する体内ネットワークのモデル化」と「サイトカイン・センサアレイによるがん部位の可視化」のうち,体内ネットワークのモデル化についても着手している。このように,本年度の課題についてはやや遅れている部分もあるが半ば以上を完了することで目標達成のめどをつけた。また,次年度の課題についても先行して着手している。

今後の研究の推進方策

本研究の核となるのは,サイトカインセンサの開発と臨床研究 (ケースコントロールスタディ) である。2年度目は医工連携してケースコントロールスタディに本格的に取り組む。このような研究により,サイトカイン・コーディングに基づくがん部位に関する体内ネットワークのモデル化を図り,サイトカイン・センサアレイによるがん部位の可視化へと繋げる。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] バイオセンサの流体制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      山口 昌樹
    • 雑誌名

      化学工業

      巻: 12 ページ: 6-11

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Equilibrium Contact Angle on Drainage Property at Microperiodic Structure with Staggered Pillar Array2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yamaguchi, Tetsuhiro Sakata, and Tsuyoshi Chiba
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 29 ページ: 印刷中

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 唾液を用いたストレスの計測と回復支援2016

    • 著者名/発表者名
      山口 昌樹
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 82 ページ: 731-734

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Centrifugal Microfluidic Control Mechanisms for Biosensors2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Yamaguchi and Vivek Shetty
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 28 ページ: 1117-1127

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.18494/SAM.2016.1273

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Point of Care Testing in the Time of P5 Medicine2016

    • 著者名/発表者名
      Vivek Shetty and Masaki Yamaguchi
    • 雑誌名

      Sensors and Materials

      巻: 28 ページ: 1141-1148

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.18494/SAM.2016.1275

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 唾液中サイトカインによる肺がんスクリーニングの臨床的有用性2017

    • 著者名/発表者名
      望月 信,小泉 知展,山口 昌樹
    • 学会等名
      第26回ライフサポート学会フロンティア講演会
    • 発表場所
      芝浦工業大学 (江東区)
    • 年月日
      2017-03-10
  • [学会発表] 遠心流体弁への微細周期構造の付与によるイムノセンサの感度化2016

    • 著者名/発表者名
      嶋倉 知希,町田 佑介,山口 昌樹
    • 学会等名
      LIFE2016 (第32回ライフサポート学会大会)
    • 発表場所
      東北大学 (仙台市)
    • 年月日
      2016-09-06
  • [学会発表] A Proposal of Signal Amplification Method for Immunosensor Using Photo-responsive Micro-capsules2016

    • 著者名/発表者名
      Yuya Fujisawa, and Masaki Yamaguchi
    • 学会等名
      38th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society
    • 発表場所
      Orlando (USA)
    • 年月日
      2016-08-17
    • 国際学会
  • [学会発表] Signal amplification method for immunosensor using photo-responsive micro-capsules2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yamaguchi, H. Katagata, S. Mochizuki, K. Katagiri
    • 学会等名
      26th Anniversary World Congress on Biosensors (Biosensors 2016)
    • 発表場所
      Gothenburg (Sweden)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Micropattern-enhanced hydrophobicity of centrifugal fluid valve in immunosensor2016

    • 著者名/発表者名
      M. Yamaguchi, Y. Machida, V. Shetty
    • 学会等名
      26th Anniversary World Congress on Biosensors (Biosensors 2016)
    • 発表場所
      Gothenburg (Sweden)
    • 年月日
      2016-05-25
    • 国際学会
  • [図書] 初めての生体工学2016

    • 著者名/発表者名
      山口 昌樹,石川 拓司,大橋 俊朗,中島 求
    • 総ページ数
      253 (1-30, 113-156, 211-212, 220-229)
    • 出版者
      講談社サイエンティフィク
  • [備考] 信州大学 山口研究室

    • URL

      http://fiber.shinshu-u.ac.jp/yamaguchi/TOP.html

  • [産業財産権] 光開裂性マイクロカプセル,それを用いたセンサ,及びそれを用いた被測定物質の測定方法2016

    • 発明者名
      山口 昌樹
    • 権利者名
      信州大学,Eyes, JAPAN
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-94860号
    • 出願年月日
      2016-05-10
  • [産業財産権] 肺がんリスク状態の評価方法,肺がんリスク状態評価装置,肺がんリスク状態評価プログラム,肺がんリスク状態評価システム及び情報通信端末装置2016

    • 発明者名
      山口 昌樹,小泉 知展
    • 権利者名
      信州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-145095号
    • 出願年月日
      2016-07-25
  • [産業財産権] 肺がん進行度合いの評価方法,肺がん進行度合い評価装置,肺がん進行度合い評価プログラム,肺がん進行度合い評価システム及び情報通信端末装置2016

    • 発明者名
      山口 昌樹,小泉 知展
    • 権利者名
      信州大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-209657号
    • 出願年月日
      2016-10-26

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公開日: 2018-01-16  

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