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2015 年度 実施状況報告書

DNAメチル化異常のナノ分解能1分子標本検査デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26750146
研究機関名古屋大学

研究代表者

小野島 大介  名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任講師 (40510219)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード1分子計測(SMD) / 細胞・組織 / マイクロ・ナノデバイス
研究実績の概要

本研究は、DNAメチル化異常を持つがん細胞を対象に、分子・細胞レベルの病理検査デバイスの開発を実施するものであり、本年度は昨年度のメチル化DNAを伸長固定するデバイスの研究実績を発展させた研究として、本デバイスを用いた1分子レベルの測長によるメチル化DNAと非メチル化DNAの同定試験を行った。メチル化DNAと非メチル化DNAの測長は、インターカレーター色素YOYO-1で染色したDNA分子をデバイス上で並列伸長し、全反射蛍光顕微鏡で観察することにより達成した。測長によるメチル化DNAの同定は、200分子の計測結果を統計解析することで達成した。メチル化DNAは非メチル化DNAに比べて分子の剛性がアップし、伸長が20%程度抑制されることを明らかにした。同様の1分子レベルの測長を48.5kbpと17kbpの非メチル化DNAに適用した実験により、非メチル化DNAのサイズ分離検出を達成した。また、メチル化DNAを伸長固定する本デバイスを細胞向けにカスタマイズし、メチル化DNAを含むがん細胞を1細胞ずつ並べて捕捉する技術開発を進めた。がん細胞用の捕捉構造に関しては、溝構造の形状・寸法を検討し、単一細胞の捕捉率が最も高いパターンを実験的に求めることに成功した。がん細胞を含む懸濁液の導入に関しては、ピペッティングと重力沈降を組み合わせた手法を新たに検討し、従来のポンプを用いた手法を大幅に簡易化したプロトコルを確立した。

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

本研究の目的は、がん細胞やがん細胞由来の診断マーカーを固定化(標本化)するデバイスを作製することにより、がん細胞が増殖を開始する前の段階から実施可能な細胞・分子計測技術を新たに構築し、早期がんに関連する病理検査学的進展を達成することである。本年度は、昨年度の研究実績の応用開発により、メチル化DNA分子の測長技術、メチル化DNAと非メチル化DNAの分離・同定技術、及びがん細胞の1細胞捕捉技術を開発できており、現在までの達成度はおおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

本年度の研究実績を発展させた研究として、デバイス上に1細胞捕捉したがん細胞を回収し、1細胞由来のDNAからメチル化異常を遺伝子解析する技術開発を進める。また、回収後のがん細胞を1細胞から培養する技術開発を進める。

次年度使用額が生じた理由

当該年度の物品・消耗品の一部を別予算で購入できたため。

次年度使用額の使用計画

次年度予定の物品費・消耗品費に上乗せして使用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Multifunctional nanobiodevices in medical sciences2015

    • 著者名/発表者名
      D. Onoshima, H. Yukawa, and Y. Baba
    • 雑誌名

      Adv. Drug Deliv. Rev.

      巻: 95 ページ: 1

    • DOI

      10.1016/j.addr.2015.11.006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multifunctional quantum dots-based cancer diagnostics and stem cell therapeutics for regenerative medicine2015

    • 著者名/発表者名
      D. Onoshima, H. Yukawa, and Y. Baba
    • 雑誌名

      Adv. Drug Deliv. Rev.

      巻: 95 ページ: 2-14

    • DOI

      10.1016/j.addr.2015.08.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superhydrophilic Glass Membrane Device with Open-Microhole Array for Filtering and Counting Rare Tumor Cells2015

    • 著者名/発表者名
      A. Yonese, D. Onoshima, H. Yukawa, K. Ishikawa, M. Hori, and Y. Baba
    • 雑誌名

      Micro Total Analysis Systems

      巻: 1 ページ: 493-495

    • 査読あり
  • [学会発表] Bioimaging devices for cell transplantation therapy in regenerative medicine2016

    • 著者名/発表者名
      D. Onoshima
    • 学会等名
      8th International Symposium on Advanced Plasma Science and its Applications for Nitrides and Nanomaterials (ISPlasma2016)
    • 発表場所
      Nagoya University, Aichi, Japan
    • 年月日
      2016-03-06 – 2016-03-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single cancer cell isolation and visualization in microfluidic chip for cytoscreening of cancer stem cells2015

    • 著者名/発表者名
      D. Onoshima, H. Yukawa, and Y. Baba
    • 学会等名
      World Molecular Imaging Congress (WMIC) 2015
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center, Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-09-01 – 2015-09-07
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanobiodevices for diagnostics, therapeutics, and future mobility2015

    • 著者名/発表者名
      D. Onoshima
    • 学会等名
      6th International Conference on Nanotechnology: Fundamentals and Applications (ICNFA’15)
    • 発表場所
      Alimara Hotel, Barcelona, Spain
    • 年月日
      2015-07-15 – 2015-07-17
    • 国際学会 / 招待講演
  • [産業財産権] 細胞外小胞の回収方法2016

    • 発明者名
      馬場嘉信、小野島大介、他5名
    • 権利者名
      旭硝子株式会社、国立大学法人名古屋大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-46011
    • 出願年月日
      2016-03-09

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公開日: 2017-01-06  

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