2018 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Chemical Approaches for Miscellaneous / Crowding Live Systems |
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| Project/Area Number |
17H06354
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
馬場 嘉信 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30183916)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小野島 大介 名古屋大学, 未来社会創造機構, 特任准教授 (40510219)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ナノバイオ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、がん病態環境の分子夾雑マッピングデバイスの確立を最終目標として、ナノバイオ夾雑環境デバイス開発に取り組むものであり、本年度は、H29から継続して、研究方法として、(1)がん微小環境計測ガラスデバイス、及び(2)分子夾雑人工知能解析を研究開発項目に設定した。がん細胞周辺の代謝産物やエクソソームをマッピングするガラスのナノ構造加工実験や、がん細胞周辺の蛍光・ラマンマッピング計測とディープラーニングの実証実験を進めた結果、エクソソームの単一粒子ラマンスペクトル計測や、機械学習による細胞種の分類解析とクラスター解析の実証実験を達成した。
研究開発項目(1)では、ガラスのナノ構造表面にエクソソームを効率的に分離捕捉するナノ構造の孔径を検証し、遠心分離のサイクル数や遠心条件を試験した結果、miRNA定量計測に基づく評価により、エクソソームのラマン信号を取得可能にする分離プロトコルを確立できた。
研究開発項目(2)では、がん細胞の培養状態に合わせたラマン散乱光計測とデータベース構築により、機械学習に十分な情報量を確保した結果、プログラミング言語（Python）を用いた教師なし学習による統計解析とスペクトルデータ間の類似度の識別に有効な主成分の抽出が可能になった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、がん病態環境の分子夾雑マッピングを可能とするナノバイオ夾雑環境デバイスを創出し、がん微小環境における分子夾雑の解析を行うことである。本年度は、エクソソームの単一粒子ラマンスペクトル計測や、機械学習による細胞種の分類解析とクラスター解析の実証実験に成功しており、現在までの達成度はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究実績を発展させた研究として、引き続き、がん細胞周辺の代謝産物やエクソソームをマッピングするガラスのナノ構造加工実験や、がん細胞周辺の蛍光・ラマンマッピング計測とディープラーニングの実証実験を進める。H30までにエクソソームを濃縮捕捉するナノ穴空間加工を達成したため、H31はエクソソームに由来するタンパク質の分離分析に向けて、H30までの成果を応用した開発を行う。また、H30までにエクソソームの計測と成分解析を達成したため、H31はエクソソーム産生量の阻害因子解析に向けて、H30までの成果を応用した開発を行う。
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[Presentation] Short Hydration Regimen with a Modified Dose of Magnesium Supplementation for Lung Cancer Patients Receiving Cisplatin-Based Chemotherapy2018
Author(s)
T. Hase, M. Miyazaki, K. Ichikawa, N. Yogo, N. Ozawa, M. Ando, M. Morise, M. Sato, M. Kondo, K. Yamada, Y. Hasegawa
Organizer
IASLC WCLC 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] PM2.5 analysis in liquid phase via water film-based collection and microfluidics-based electrical detection2018
Author(s)
T. Shimada, H. Yasaki, T. Yasui, A. Hibara, T. Yanagida, N. Kaji, M. Kanai, K. Nagashima, T. Kawai, Y. Baba,
Organizer
The 22th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Exosome isolation toward cancer diagnosis using glass filter with nanoporous structure2018
Author(s)
K. Aoki, H. Yukawa, D. Onoshima, S. Yamazaki, N. Kihara, R. Koguchi, K. Takahashi, H. Odaka, K. Ishikawa, M. Hori, Y. Baba
Organizer
The 22th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Simple and Rapid Separation of Exosomes with Nanoporous Glass Column2018
Author(s)
K. Aoki, H. Yukawa, D. Onoshima, S. Yamazaki, N. Kihara, R. Koguchi, K. Takahashi, H. Odaka, K. Ishikawa, M. Hori, Y. Baba
Organizer
The ninth international forum on chemistry of functional organic chemicals-9
Int'l Joint Research
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[Presentation] Oncogene mutation analysis of circulating tumor cells using single-cell membrane separation and DNA amplification2018
Author(s)
D. Onoshima, D. Kuboyama, N. Kihara, H. Tanaka, T. Hase, H. Yukawa, K. Ishikawa, H. Odaka, Y. Hasegawa, M. Hori, Y. Baba
Organizer
The 22th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (microTAS2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] バイオエアロゾル捕集・検出デバイスの創製2018
Author(s)
嶋田泰佑, 矢崎啓寿, 安井隆雄, 火原彰秀, 柳田剛, 加地範匡, 金井真樹, 長島一樹, 鷲尾隆, 川合知二, 馬場嘉信
Organizer
ImPACT宮田プログラム公開成果報告会 (eInSECT 2018)
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[Book] 医の希望2019
Author(s)
馬場嘉信
Total Pages
39
Publisher
岩波新書
ISBN
978-4004317654
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