超高感度ユビキタス検査技術による未病とバイオマーカーの相関解明

本研究の目的は、感染初期のウイルス性呼吸器感染症患者の唾液に含まれるウイルス由来タンパク質の量や、超早期がん患者の血液中に含まれるがん細胞由来マイクロRNAの量など、自覚症状がない未病患者の臨床検体に極めて希薄な濃度で含まれる疾病関連生体分子（バイオマーカー）に関する情報を明らかにするデバイスの開発である。2022年度の目標としていた緩衝液中のタンパク質の超高感度検出を計画通り完了した。イムノアッセイの手順や、非特異吸着防止のためのブロッキング条件などに関する検討を行った。昨年度に作製技術を確立したイムノドットアレイデバイスを用い、今年度は検体中の抗原分子の定量分析を実施し、バイオマーカーの検出感度面での性能試験を行った。性能試験のために、小型コンピュータでペリスタポンプを制御し1 mLの検体を流路に流すシステムを構築した。1 mLの検体に含まれている抗原分子をドットアレイの反応場で捕捉・濃縮し、その後、酵素標識2次抗体と基質を順に流すことで、反応場に酵素基質反応で生じた蛍光色素を蓄積させて、蛍光顕微鏡で観察した。酵素基質反応によって生じた蛍光色素が反応場に蓄積して、反応場が明るい蛍光を発した。一方で複合体ができていない反応場は暗いままであった。蛍光を発する反応場の数N はバイオマーカーの濃度と相関があり、N と抗原濃度の関係から検量線を得ることができた。バックグラウンドのシグナル強度とノイズから統計学的に検出限界を見積もり、バイオマーカーの検出感度を評価した。

本研究の目的は、感染初期のウイルス性呼吸器感染症患者の唾液に含まれるウイルス由来タンパク質の量や、超早期がん患者の血液中に含まれるがん細胞由来マイクロRNAの量など、自覚症状がない未病患者の臨床検体に極めて希薄な濃度で含まれる疾病関連生体分子（バイオマーカー）に関する情報を明らかにするデバイスの開発である。2022年度の目標としていた緩衝液中のタンパク質の超高感度検出を計画通り完了した。イムノアッセイの手順や、非特異吸着防止のためのブロッキング条件などに関する検討を行った。昨年度に作製技術を確立したイムノドットアレイデバイスを用い、今年度は検体中の抗原分子の定量分析を実施し、バイオマーカーの検出感度面での性能試験を行った。性能試験のために、小型コンピュータでペリスタポンプを制御し1 mLの検体を流路に流すシステムを構築した。1 mLの検体に含まれている抗原分子をドットアレイの反応場で捕捉・濃縮し、その後、酵素標識2次抗体と基質を順に流すことで、反応場に酵素基質反応で生じた蛍光色素を蓄積させて、蛍光顕微鏡で観察した。酵素基質反応によって生じた蛍光色素が反応場に蓄積して、反応場が明るい蛍光を発した。一方で複合体ができていない反応場は暗いままであった。蛍光を発する反応場の数N はバイオマーカーの濃度と相関があり、N と抗原濃度の関係から検量線を得ることができた。バックグラウンドのシグナル強度とノイズから統計学的に検出限界を見積もり、バイオマーカーの検出感度を評価した。