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がん細胞はリンパ管や血管内に浸潤し体内を循環することで転移することが知られている。本研究では転移がんを効率よく検出する目的で、「一細胞微小液滴培養による血中循環がん細胞高感度検出法」を開発することを目標とする。血中に存在するがん細胞は通常と同様増殖するはずである。しかしながら、単純に採血後の検体を培養し血中がん細胞を培養したとしても、正常な白血球細胞に紛れ込み、どの細胞が元々の細胞であったか判別することが困難となる。そこで、血液中の細胞を一旦個別にマイクロゲルの中に封入しお互いの細胞が同士の接着・干渉しないようないわば小部屋を作製する事でがん細胞と正常細胞を区別する新規の技術を開発してきた。
これまでに、藻類由来の高分子であるアルギン酸ナトリウムとカルシウム溶液を用いて細胞を微小なマイクロゲルの中に細胞を封入し、個別培養する技術の開発を行ってきた。ごく微量に存在するがん細胞を補足するためには採血した細胞を可能な限り培養する事が必要であることから、これまで開発されていない「全量を微小液滴ゲルに封入する技術」の開発を行ってきた。細胞をマイクロゲルに封入するためには油中水型のミセルを作製する事である程度簡便に作製する事ができるが、マイクロゲルのサイズを均一に、かつ、油中に存在するマイクロドロップレットを封入した細胞を生存させたまま培養液中に移行させる事が、増殖しているがん細胞を高感度に検出するためには必要不可欠であることが分かった。今年度、これらの課題を解決するため、界面活性剤・オイル等の素材と組成・マイクロドロップレットを作製するための微細流路のデザインを大幅に再構築した。その結果、バラツキの少ないマイクロゲルの作製と、その中への細胞封入・培養に成功した。この均一なマイクロドロップレットの作製により、ドロップレット内で増殖したがん細胞を自動検出する基礎技術の構築に成功した。
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