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2020 年度 実施状況報告書

分光法を応用した血液・尿の網羅的解析による超早期がん診断と無標識循環がん細胞検出

研究課題

研究課題/領域番号 20K07643
研究機関昭和大学

研究代表者

伊藤 寛晃  昭和大学, 医学部, 准教授 (70443447)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードがん診断 / ラマン分光法 / 血清 / 尿 / 循環がん細胞
研究実績の概要

5-10μlと極微量の血清・尿を用いて、30秒という短時間で安定してラマンスペクトルを測定する技術の確立に成功した。素材自体のラマンスペクトルが極めて弱い石英を用いた特殊なチップを使用することで可能となった世界に類を見ない独創的な技術であり、前処理を行っていない血清・尿中の微量成分の迅速評価が可能となった。
この技術をもとに、まず大腸がん患者さんの手術前後の血清ラマンスペクトルの変化を確認することができた。このスペクトルの変化から血清中の微量成分の変化を推測し、がん診断のみならず、がん治療の効果判定、追加治療の必要性の判定を行える可能性が期待された。続いて、泌尿器疾患患者さんの尿のラマンスペクトルの分析により、疾患の有無が判定できる可能性が見いだされた。
血清の解析においては、2020年に「新学術領域研究『学術研究支援基盤形成』コホート・生体試料支援プラットフォーム(代表者:名古屋大学 若井建志教授)A コホートによるバイオリソース支援活動 A-5 がん早期診断マーカー精度検証のための生体試料支援」に採択され、さらに多くのがん患者さんの血清をの解析に取り組んでいる。
これらの結果をもとに、体外医療診断機器認可を目標としたプロトタイプ機器の設計段階に進んでいる。
また、生細胞についても、上記技術をもとにして励起光源の出力と照射時間を調整して評価を進めている。これまでの結果から、生細胞においても前処理を行わずにラマン分光法で評価ができる可能性が示唆された。

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

前述の通り、血清・尿のラマンスペクトル記録において、5-10μlと極微量の血清・尿を用いて、30秒という短時間で安定してラマンスペクトルを測定する技術の確立に成功している。この技術により血清中の微量成分の評価が可能となり、大腸がん患者さんの手術前後の血清ラマンスペクトルの変化を確認することができた。このスペクトルの変化から血清中の微量成分の変化を推測し、がん診断のみならず、がん治療の効果判定、追加治療の必要性の判定を行える可能性が期待された。
これらの結果をもとに、体外医療診断機器認可を目標としたプロトタイプ機器の設計段階に進んでいる。
また、生細胞についても、上記技術をもとにして励起光源の出力と照射時間を調整して評価を進めている。これまでの結果から、生細胞においても前処理を行わずにラマン分光法で評価ができる可能性が示唆され、生細胞の評価のための最適条件の検討を行っている。

今後の研究の推進方策

2020年に「新学術領域研究『学術研究支援基盤形成』コホート・生体試料支援プラットフォーム(代表者:名古屋大学 若井建志教授)A コホートによるバイオリソース支援活動 A-5 がん早期診断マーカー精度検証のための生体試料支援」に採択され、さらに多くのがん患者さんの血清をの解析に取り組んでいる。
血清・尿・生細胞のラマンスペクトルの変化をもとにしたアルゴリズムを作成し、体外医療診断機器認可を目標としたプロトタイプ機器の設計段階に進んでいる。

次年度使用額が生じた理由

本研究で用いている顕微ラマン装置の励起光源である半導体レーザーとフィルターがまだ測定に耐えられる状態であり、更新時期を先送りにしたため。

  • 研究成果

    (1件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件)

  • [雑誌論文] Highly accurate colorectal cancer prediction model based on Raman spectroscopy using patient serum2020

    • 著者名/発表者名
      Ito Hiroaki、Uragami Naoyuki、Miyazaki Tomokazu、Yang William、Issha Kenji、Matsuo Kai、Kimura Satoshi、Arai Yuji、Tokunaga Hiromasa、Okada Saiko、Kawamura Machiko、Yokoyama Noboru、Kushima Miki、Inoue Haruhiro、Fukagai Takashi、Kamijo Yumi
    • 雑誌名

      World Journal of Gastrointestinal Oncology

      巻: 12 ページ: 1311~1324

    • DOI

      10.4251/wjgo.v12.i11.1311

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2021-12-27  

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