多孔質担体集積基板を利用した単一細胞の網羅的な遺伝子発現解析法の開発

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本研究では、動物細胞を対象とした非侵襲的なイメージング解析から侵襲的な遺伝子発現解析までを同時・多平行に行える網羅的細胞解析技術の確立を目指し、多孔質担体集積基板を利用した細胞の高密度集積技術、mRNA回収技術、及び遺伝子発現解析技術を開発・統合することを目的とした。昨年度までの研究から、基板上に網羅的に集積した細胞集団の中から、キャピラリーを用いて一細胞を回収し遺伝子発現を解析する手法を開発している。本研究期間ではこの手法を応用してイヌ血液等の臨床サンプルを用いた研究活動を実施し、血中腫瘍細胞の同定法の開発を試みた。この結果、イヌ腫瘍同定用の候補遺伝子を選別することができた。本手法とは別のアプローチとして、多孔質担体モノリスシリカを用いた細胞からのmRNA精製技術の開発も並行して進めた。これまでに、このモノリスシリカを集積化した基板を作製し、細胞からmRNAを抽出できることを実証している。本研究期間では、基板上に捉えた細胞のイメージング解析を行った後に、基板上で細胞を溶解し、モノリスシリカを介してmRNAを回収して遺伝子発現解析を行う技術までを確立した。また、本研究課題を進める中で、厳密に制御された微細貫通孔を介して細胞をフィルトレーションすることにより、細胞の大きさや変形能の違いに基づいて細胞集団を分離出来ることを発見した。このサイズ選択的な細胞回収法を応用して、全血から白血球や腫瘍細胞を特異的に分離回収できる可能性が示唆されている。これらの技術を組み合わせることにより、様々な細胞を含む血液などのサンプルから特定の細胞を選別し、イメージング解析により細胞表面の表現型を解析した後に、遺伝子発現解析によって個々の細胞の表現型をより詳細に評価する技術を確立することができると考えられる。