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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
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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
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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。
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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
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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
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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～）
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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。
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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
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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
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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
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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]
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