レーザー誘起蛍光分光法による喀痰中癌細胞の自動識別装置の開発に関する研究

激光诱导荧光光谱自动识别痰液癌细胞装置的研制

• 批准号: 05152013
• 负责人: 高橋 敬治
• 金额: $ 2.56万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Cancer Research
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05152013/
• 关键词: 肺ガン; 細胞診; ポリフィリン誘導体; 顕微分光; 蛍光スペクトラム; 自動識別

[目的]本研究は肺癌の早期発見を目的とし、喀痰中肺癌細胞の自動識別装置の開発を意図して計画した.[成績](1)ポルフィリン誘導体と肺癌細胞反応後の特異蛍光波長:ポルフィリン誘導体であるPH1008は腫瘍細胞と親和性を有し、特殊励起波長により蛍光を発生する.この点を利用し、株化肺癌細胞(A549およびPC-1)、ヒト切除肺癌よりの分離肺癌細胞とをそれぞれPH1008と反応させ、He-Cd LASERによる励起波長441.8nmで励起した蛍光波長を分析した.これらの肺癌細胞では637nmと681nmにピークを有する特異蛍光波長パターンが観察された.50%アルコールまたは1%グルタールアルデヒドで固定後PH1008と反応させた場合も、肺癌生細胞でと同様の蛍光波長パターンが観察された.しかし、この検討ではPH1008を1mg/mlと高濃度で使用せざるを得なかった.(2)ポルフィリン誘導体と肺癌細胞の結合特異性:PBSに溶解したPH1008自体の吸収スペクトラムは378nmにピークを有することより、441.8nmより短波長の400nmを励起波長とした分析では、PH1008濃度を0.1-1μ/mlと極めて低濃度でも分析可能であり、肺癌細胞との結合特異性について、基礎的な検討を行った.A549とPH1008の結合は0-37℃では差がなく、数秒以内に飽和し、温度依存性はなかった.PH1008とA549とは強い結合性を示し、PC-1,線維芽細胞および好中球とは弱い結合性を示した.この結合はトリプシン処理によっても変化せず、細胞膜を含む脂質成分と結合すると推察された.(3)レーザ誘起超微細顕微分光装置の開発:He-Cd LASER発生装置、CCDカメラ、光学顕微鏡を構成し、顕微蛍光分光装置を試作し、PH1008と反応させたプレパラート上のA549細胞をHe-Cd LASER光で励起し、680nmでの特異波長の蛍光強度の分布を検討した.PH1008による特異波長は核部分でなく核周囲で際だって高いことが知られた.[結論」以上の検討より顕微分光装置の励起光源をHe-Cd LASERから励起波長が400nm前後の短波長を発生する半導体レーザーに変えることにより、実用化が可能と考えられる.

[Objective] This study aimed at early detection of lung cancer and development of an automatic lung cancer cell recognition device in sputum. [Results](1) Specific wavelength of light after induction of tumor cells: PH1008 tumor cells affinity, specific excitation wavelength. The results showed that: (1) The excitation wavelength of the isolated lung cancer cells (A549 and PC-1) was 441.8 nm, and (2) The excitation wavelength of the isolated lung cancer cells (A549 and PC-1) was 44.8 nm. For lung cancer cells, 637nm and 681nm are the wavelengths of light that are specific to the lung cancer cells. 50% of the wavelengths of light that are specific to the lung cancer cells are detected. 1% of the wavelengths of light that are specific to the lung cancer cells are detected. PH1008 is used at high concentrations of 1mg/ml. (2)Binding Specificity of Complex Inducers to Lung Cancer Cells:PBS dissolves at pH1008 and absorbs at 378nm, 441.8 nm and 400nm. PH1008 concentrations range from 0.1 to 1μ/ml to extremely low concentrations, and analytical possibilities, lung cancer cells, and binding specificity range from 0 to 37℃, and basic binding range from 0 to 37℃ to saturation within seconds. Temperature dependence: PH1008, A549, strong binding, PC-1, linear bud cell, good spherical, weak binding. The binding of lipid components to cell membranes is investigated. (3)The development of ultra-fine optical differential device:He-Cd LASER generator, CCD lens, optical micro-mirror, micro-optical spectroscopic device, PH1008 and anti-reflection lens, He-Cd LASER excitation on A549 cells, 680nm wavelength light intensity distribution, PH 1008 wavelength specific wavelength, nuclear part, nuclear circumference, high temperature distribution. [Conclusion] The above discussion on the excitation light source of differential optical device is He-Cd LASER, and the excitation wavelength is about 400nm.

项目成果

中村秀範,日野俊彦,柴田陽光,高橋一二三,高橋敬治,友池仁暢: "肺癌上皮細胞株(A549)における腫瘍壊死因子I型受容体の遺伝子発現と可溶性腫瘍壊死因子受容体の遊離調節" 日本胸部疾患学会.

Hidenori Nakamura、Toshihiko Hino、Yomitsu Shibata、Hifumi Takahashi、Keiji Takahashi、Hitoshinobu Tomoike：“肺癌上皮细胞系（A549）中肿瘤坏死因子 I 型受体的基因表达和可溶性肿瘤坏死因子受体的释放”“调整”日语胸部疾病学会。

K.Iwabuchi,K.Takada,N.Yakuwa,N.Tanno,K.Takahashi: "Identification of lung cancer cells using laser induced fluoroscopical characteristics of hematoporphyrin derivative." Am.Rev.Respir.Dis.29. 179 (1991)

K.Iwabuchi、K.Takada、N.Yakuwa、N.Tanno、K.Takahashi：“利用血卟啉衍生物的激光诱导荧光透视特征识别肺癌细胞。”

高橋敬治,諏訪部章,岩渕勝好,中村秀範: "肺癌細胞株(A549)とポルフィリン誘導体との結合特異性に関する基礎的検討" 日本胸部疾患学会.

Keiji Takahashi、Akira Suwabe、Katsuyoshi Iwabuchi、Hidenori Nakamura：“肺癌细胞系（A549）与卟啉衍生物之间结合特异性的基础研究”日本胸部疾病学会。