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

利用多孔载体集成基质开发单细胞综合基因表达分析方法

• 批准号: 09J08042
• 负责人: 細川 正人
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J08042/
• 关键词: 単一細胞; mRNA; 細胞マイクロアレイ

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。

这项研究旨在建立一项全面的细胞分析技术，该技术可以同时且侵入性地执行多个平行过程，从对动物细胞的非侵入性成像分析到侵入性基因表达分析，并使用多孔载体综合底物，mRNA恢复技术和基因表达分析技术开发和整合高密度载体的积累技术。从研究到去年，我们一直在开发一种使用来自细胞群的毛细血管收集细胞的方法，该细胞群已全面积聚在基板上并分析基因表达。在这一研究期间，我们应用了这种技术来使用狗血等临床样本进行研究活动，并试图开发用于鉴定血肿细胞的方法。结果，可以选择用于狗肿瘤鉴定的候选基因。作为对这种方法的不同方法，我们还使用多孔载体整体二氧化硅从细胞开发了mRNA纯化技术。迄今为止，已经证明可以制造含有整体二氧化硅的底物，并可以从细胞中提取mRNA。在这一研究期间，我们建立了一项技术，在该技术中，分析了在底物上捕获的细胞，然后在底物上裂解，通过单片二氧化硅收集mRNA，以分析基因表达。此外，在继续该研究主题的同时，我们发现，通过严格控制细胞通过孔进行过滤，可以根据细胞大小和可变形性的差异来分离细胞种群。已经提出，这种尺寸选择性的细胞恢复方法可以应用于特异性分离并从全血中检索白细胞和肿瘤细胞。通过结合这些技术，可以认为可以建立一种从含有各种细胞的样品中选择特定细胞的技术，以及通过成像分析分析细胞表面表型后，通过基因表达分析对单个细胞的表型进行了更详细的评估。

项目成果

循環腫瘍細胞の迅速検出に向けたマイクロデバイスの開発

开发用于快速检测循环肿瘤细胞的微型装置

• 发表时间: 2010
• 作者: 島宏美;飯島高志;中島宇史;岡村総一郎;細川正人
• 通讯作者: 細川正人

全血からの循環腫瘍細胞高効率検出デバイスの開発

开发全血循环肿瘤细胞高效检测装置

• 发表时间: 2010
• 作者: 細川正人;早田大志;福田頼謙;新垣篤史;吉野知子;松永是
• 通讯作者: 松永是

DEVELOPMENT OF A METHOD FOR CYTOTOXIC CHEMICAL SCREENING USINGA SINGLE-CELL ARRAY INTEGRATED WITH A MICROFLUIDIC GRADIENT GENERATOR

使用与微流体梯度发生器集成的单细胞阵列开发细胞毒性化学筛选方法

• 发表时间: 2011
• 作者: Katsuhiko Matsumoto;Yuta Shinohara;Subhendu S.Bag;Yoshiki Takeuchi;Takashi Morii;Yoshio Saito;Isao Saito;Masahito Hosokawa
• 通讯作者: Masahito Hosokawa

TCR-β Repertoire Analysis of Antigen-Specific Single T Cells Using a High-Density Microcavity Array

• DOI: 10.1002/bit.22663
• 发表时间: 2010-06-01
• 期刊: BIOTECHNOLOGY AND BIOENGINEERING
• 影响因子: 3.8
• 作者: Arakaki, Atsushi;Ooya, Kaori;Matsunaga, Tadashi
• 通讯作者: Matsunaga, Tadashi

Size-Selective Microcavity Array for Rapid and Efficient Detection of Circulating Tumor Cells

• DOI: 10.1021/ac101222x
• 发表时间: 2010-08-01
• 期刊: ANALYTICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 7.4
• 作者: Hosokawa, Masahito;Hayata, Taishi;Matsunaga, Tadashi
• 通讯作者: Matsunaga, Tadashi