細胞チップを用いた単一細胞機能解析および診断技術 (独)産業技術総合研究所健康工学研究部門バイオマーカー解析研究グループ山村昌平 1 新技術の概要新規高集積型細胞チップシステムマイクロチップの設計・作製金型射出成型高集積化 100個単位で１万穴→100万個 300 m 212 m 105 m 50 m 細胞チップマイクロチャンバー：1万穴 68 m 共焦点レーザースキャナ表面処理（親水化処理）単一層（高精度）細胞の展開産総研独自の基盤技術・100万個レベルで均一・単一層に配置・細胞レベルでの検出洗浄検出装置の改造高感度・高精度検出特開 WO 2010/027003、13/060531（米国）、09811528.0（EPC）疾患の発症前の超早期診断が可能 2 従来技術とその問題点従来の代表的な細胞解析手法としてフローサイトメトリーがあるが、短時間で大量の細胞を検出できる反面、・分離能としては、一般的に0.01％程度である。・標的単一細胞の詳細な機能解析はできない。・刺激前後の細胞のシグナル解析はできない。以上等の問題があり、例えば疾患の病因となる極少数（10100万に1個）の標的細胞を検出、解析するのが困難な場合がある。 3 新技術の特徴・従来技術との比較 • 世界最大級の細胞数（数百万個）を均一かつ単一層に配置し、高感度検出が可能 • 簡易操作で正確に検出でき、検出後の詳細な機能解析も可能 • 疾患の病因となる極少数（100万個に1個）の細胞を正確にかつ高感度に解析できる早期診断システム 4 想定される用途 • 疾患の病因となる希少な細胞を正確にかつ高感度に解析できる早期診断システム • 細胞の刺激応答、薬剤評価なども含めたハイスループットスクリーニング • 標的単一細胞の遺伝子解析も含めた詳細な細胞機能解析 5 新技術の応用例（1）マラリア感染症の診断技術の開発（2）血中循環がん細胞（CTC）の検出技術の開発 Fluorescence intensity (PE-cytokeratin) Cytokeratin 105 104 EpCAM NCI-H1650 103 102 Leukocytes 101 Merge 簡易・迅速・超高感度なマラリア検出技術の構築 101 102 intensity 100 Fluorescence 103 104 105 (APC-EpCAM) 一細胞レベルでの正確なCTC検出技術の構築・PLoS One 5, e13179. (2010) ・PLoS One 7, e32370 (2012) ・科研費若手（Ｂ） (平成22～23年度）・科研費基盤研究（C） (平成24～26年度）・民間共同研究（資金提供有）(平成23年度～）・民間共同研究（デバイス提供有）(平成23～25年度）・民間共同研究（資金提供有）(平成22年度～） 6 実用化に向けた課題 • 検出システムの開発として、装置やプロトコールなどの自動化、安定化等の検討 • 周辺機器、技術の開発 • 診断システム開発の場合は、臨床試験による臨床データの蓄積および検証が必要。 7 企業への期待 • 現在進行している共同研究以外の新規アプリケーションに関する研究、応用範囲を広げる研究 • 検出、診断システムおよび周辺機器の開発 • 試作から量産化段階までのある程度精度の高いマイクロチップの開発 8 本技術に関する知的財産権 • 発明の名称：細胞検出方法及び該方法に用いるマイクロアレイチップ • 出願番号：特開 WO 2010/027003、13/060531（米国）、 09811528.0（EPC） • 出願人：(独)産業技術総合研究所 • 発明者：山村昌平、八代聖基、片岡正俊 9 産学連携の経歴 • 2010年-現在 CTC検出に関する民間共同研究実施中 • 2011年-現在マラリア検出に関する民間共同研究実施中 10 お問い合わせ先産業技術総合研究所ライフサイエンス分野研究企画室 TEL : 029-862-6032 FAX : 029-862-6048 e-mail : [email protected] 11