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血中循環腫瘍細胞(CTC)測定

提出条件等は下記をご参照ください。
1 測定概要
2 重要事項説明書(日本語版) 、重要事項説明書(英語版)
3 同意書(日本語版)同意書(英語版)
4 依頼書
5 採血保存容器資料(英文)
6 採血管保管方法および採血時注意事項
7 梱包発送方法

 

■血中循環腫瘍細胞(CTC)測定とは 

がん関連死の多くは、転移の発症に続いて起こります。この病気の進行度は血中循環腫瘍細胞(CTC: Circulating tumor cells)の存在と関連しています。これらの稀な細胞は、転移性乳癌、前立腺癌、および結腸直腸癌における臨床的に重要であることが数多く実証されています。

一般的にがんは、組織の最表面に位置する上皮組織から発生し、上皮と結合組織を区切っている基底膜を分解しながら組織浸潤を起こします。そして血管やリンパ管に侵入し、周辺や他の臓器へ生着して転移が生じます。こうした転移の過程で血管内に侵入したがん細胞がCTCです。
また、CTCは血液1 mlあたりに含まれる約数十億個の血球に対して、数個から数十個程度しか存在していないと言われ、様々なCTC検出法が開発されてきました。(図1)
がんは本来、発生元である上皮細胞の特徴を有していますが、浸潤能を獲得した悪性度の高いがんでは、しばしば上皮間葉転換(EMT:Epithelial-mesenchymal transition)と呼ばれる現象(図2)が生じ上皮細胞の特徴が失われます。その場合EpCAMの発現が低下もしくは消失します。EMTを生じたCTCは抗EpCAM抗体との結合力が弱まるため、これまでのEpCAMエンリッチ法(EpCAM抗体磁気ビーズによるCTCのキャプチャー)は課題も多いことから次々と新しいCTC検出法が開発されてきております。その中でも最も検出感度が優れているとされている中にMicrofluidic  Chipを用いた方法(微小流路デバイス法)があります。
当社では「The Scientist’s annual Top 10 Innovations of 2015」を受賞したcelsee社のMicrofluidic システムを導入し、celsee社との共同研究を重ね、これまでにない検出感度と再現性を有した方法で測定を実施しています。

図1 様々なCTCの検出法
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図2 上皮間葉転換(EMT)の模式図
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分析方法
■ 微小流路デバイス法(Microfluidic Chip)
・原理:1枚のマニホールドの上にMicrofluidic Chipを重ね、血液を流します。
Microfluidic Chip にある56,320個のtrapping chamberに細胞を捕捉します。
これまで2mlの血液を使用してまいりましたが4mlまで使用することができるようになり圧倒的な検出感度が可能となりました。
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CTCと白血球の変形特性が大きく異なることに基づいてCTCを捕捉します。白血球は変形特性が大きくPore channelより大きなものでも通り抜けることができますが、CTCは変形特性が小さいため通過することができません。微小流路デバイス法(Microfluidic Chip)はこの原理に基づいて設計されたものです。

参考文献:
(1) Deformability of Tumor Cells versus Blood Cells
      Scientific Reports 5, Article number: 18542 (2015)
      doi:10.1038/srep18542, Josephine S. Bagnall et al.
(2) Circulating Tumor Cells: Isolation and Analysis, First Edition.
      Edited by Z. Hugh Fan. © 2016 John Wiley & Sons, Inc.
      Published 2016 by John Wiley & Sons, Inc.

微小流路デバイスを血液が流れる様子

2 微小流路デバイスを血液が流れる様子(画像1)50%

3 微小流路デバイスを血液が流れる様子(画像2)50%

 

 

 

 

微小流路デバイス法(Microfluidic Chip) CTC測定のフロー
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・動画
微小流路デバイス(Microfluidic Chip) に血液を流した動画です。実際の流速はおよそ0.2ml/min くらいです。

・健常人でのバックグラウンド検証健常人でのバックグラウンド検証

 

 

 

 

 

 

・画像診断のがん発見領域

 

 

 

 

・微小流路デバイス法(Microfluidic Chip)
CTCカウント数 「大腸がん患者検体」 使用血液が2mlの場合
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8 CTCカウント数 「大腸がん患者検体」

 

 

 

 

 

 

Cell Search法(7.5ml)と微小流路デバイス法(2ml)によるCTCカウント数の比較
「前立腺がん患者検体」
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9 Cell Search法と微小流路デバイス法によるCTCカウント数の比較

 

 

 

 

 

・論文
PLoS ONE 11 (1): e0147400. doi:10.1371/journal.pone.0147400
Gogoi P, Sepehri S, Zhou Y, Gorin MA, Paolillo C, Capoluongo E, et al. (2016)
Development of an Automated and Sensitive Microfluidic Device for Capturing and
Characterizing Circulating Tumor Cells (CTCs) from Clinical Blood Samples.
論文PDF

検出データ例

HER2陽性CTCの検出例



臨床検体から検出された上皮系形質のCTC 検出データ-1
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検出データ-1

 

 

 

 

 

臨床検体から検出された上皮系形質のCTC 検出データ-2
(画像をクリックすると新しいタブで表示します。)
検出データ-2

 

 

 

 

 

乳がん患者のViabilityの高い9〜10μmの大きさのCTC 検出データ-3
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検出データ-3

 

 

 

 

 

 臨床検体から検出された間葉系形質のCTC 検出データ-4
 3DのMicrofluidic chipだからこそViabilityの高い多様な形のCTC
(画像をクリックすると新しいタブで表示します。)

 

 

 

 

 

 

臨床検体から検出された間葉系形質のCTC 検出データ-5
3DのMicrofluidic chipだからこそViabilityの高い多様な形のCTC
(画像をクリックすると新しいタブで表示します。)
検出データ-5

 

 

 

 

 

 

■お問い合わせ
(株)日本遺伝子研究所 CTCラボ
TEL:022-388-9741 FAX:022-388-9740
 E-mail:ctc-lab@ngrl.co.jp

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