Mar 8, 2024
知の拠点公開セミナー□プロジェクト名プロジェクトSDGs□研究開発テーマ

血中循環腫瘍細胞からがんオルガノイド樹立が可能な1細胞分取装置の開発□研究リーダー

益田 泰輔（メドリッジ株式会社）□研究サブリーダー

佐谷 秀行（藤田医科大学）□事業化リーダー

益田 泰輔（メドリッジ株式会社）

1. 研究テーマの概要：背景
がん診断・治療におけるLiquid biopsyの需要が高まっている

Liquid biopsyとは…
• 血液や体液中の疾患由来の遊離物質を解析• 低侵襲で繰返し検査がしやすい• CTC, cfDNA, miRNA, EVsなどを採取可能

I. Palacin-Aliana et al, Biomedicines 2021

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がんの診断・治療・治療薬開発への応用が近年進んでいる1. 研究テーマの概要
CTC由来のがんオルガノイド（ミニがん組織）を世界で初めてつくる
CEO&研究開発責任者
益田 泰輔
研究リーダー＆事業化リーダー

血液検体

がん医療研究センター⾧
佐谷 秀行 教授
研究サブリーダー

採取したCTC

CTC由来がんオルガノイド作製・評価

１細胞分取装置の最適化• 低侵襲に，繰り返し採取が可能• 刻々と変化する患者の状態を反映
（生検）

採血

CTC分離＆分取製薬企業，研究機関へ•••
3

病期に応じた薬剤スクリーニング
AIによる治療の層別化創薬研究開発がんオルガノイド作製

がん専門病院へ••

病期に応じた薬効評価試験
がん微小環境の病態解析

2. 年次ロードマップ
区分

開発 １細胞分取装
項
目 置の最適化

R4年度

R5年4月～6月

7月～9月

試作機作製

試作機評価

β版１次試作機作製

検出感度90%以上（ヒトCTC）
画像分析ツールの追加

培養条件の検討・評価
CTC由来のがんオルガノイド作製・評価担当：藤田医科大学
実施担当者：佐谷秀行

赤字：マイルストーン
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R6年1月～3月

β版２次試作機の仕様策定
改良機の検証画像分析ツールの構築

担当：メドリッジ
実施担当者：益田泰輔

開発項目

10月～12月

実用化検証継代可能な培養条件の確立

3. 研究開発の実施状況
１細胞分取装置の最適化
Collected CTC by Rare Cell Sorter①レアセルソーターの感度評価
結果： 肺がん術前患者検体において病理検査との比較を行った。7
症例にて，術中に得られた病理検査の結果とCTCとのEGFR
遺伝子変異解析の結果が一致した（検出感度87.5％）
対応： 臨床評価の結果、90％以上には至っていないが継続してN数を増やしていき目標達成を目指す。一方で、右表の結果はCTCが実際の腫瘍組織と類似する性質を示すことを裏付ける貴重な結果となった（論文投稿済み）。

Biopsy Tissue

EpCAM(+)PDL1(+)

EGFR変異EGFR変異L525なし

なし

L71なし

なし

L1023なし

なし

L112なしなし

L124なしDel 19L225Del 19Del 19L232Del 19

Del 19L241Del 19Del 19②画像分析ツールの検討および実装に向けた準備
結果： β版１次試作機に画像分析アルゴリズムを追加し、CTCの判定評価を行った。
対応： 得られた画像情報を更に活用し、①サイズ、②形状、③テクスチャー、④蛍光強度などのスコアリングを進めていき、検出した細胞集団のクラスタリング条件を見出す。

③細胞分取のための送液システムの改善検証
結果： ステッピングモータ駆動方式の高容量と圧電駆動方式の高分解能を併せ持ち、圧力変動や劣化の原因になるバルブレスのハイブリット型シリンジポンプの試作を行い、その性能評価を行った。従来のピエゾメンブレンポンプタイプと比べて、吐出量の少量化（1.5 µL→100 nL以下）が達成できることを確認した。
対応： 次年度作製するβ版２次試作機へ搭載し、性能評価を行う。

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3. 研究開発の実施状況
CTC由来のがんオルガノイド作製・評価①大腸がんオルガノイド移植マウスからのCTC採取とオルガノイド樹立実現性の検証
結果： マウスにヒト大腸癌オルガノイドを移植し、約2カ月後にマウスの全血を採取、血液中のCTCを単離し、3D培養を行った。少数ではあるがCTCからオルガノイド形成が確認され継代も可能であり、マイルストーンは達成できた。しかし安定的に培養可能なCTCが少数で効率が悪かった。
対応： CTCを単離した後にオルガノイド培養を行う培地の組成や培養法を変更することで、より樹立効率の高い条件を見出す。

②ヒト頭頸部癌オルガノイド細胞を用いたヒト全血からのCTC回収実験
結果： 蛍光タンパク質EGFPを発現させたヒト頭頸部癌オルガノイドから癌細胞を分離し、ヒトの全血に混合して模擬的にCTCを含む血液を作製した。その中から癌細胞をレアセルソーターで単離してオルガノイド培養に供する実験を試み、細胞の単離には成功したがオルガノイドの樹立には至らなかった。
対応： レアセルソーターによるCTCの単離条件、培地組成や細胞外基質（マトリゲル）などを変更することで、単離したCTCが効率良くオルガノイドを形成する培養条件を見出す。

③ヒト腫瘍オルガノイドの培養法検討
結果： レアセルソーターから採取した腫瘍細胞を浮遊培養条件下でオルガノド形成する培養条件を検討した。数10個の細胞からオルガノイド形成できる可能性を見出した。
対応： オルガノイドの増殖能、機能評価等を分析し、より高確度でオルガノドを形成する培養条件を見出す。

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3. 研究開発の実施状況
体制構築状況

CEO&研究開発責任者
益田 泰輔
研究リーダー＆事業化リーダー

血液検体採取したCTC

CTC由来がんオルガノイド
作製・評価

１細胞分取装置の最適化

大腸がん/頭頚部がん/マウス実験/臨床検体取得

装置設計/オペレーション
製造

がん医療研究センター⾧
佐谷 秀行 教授
研究サブリーダー

ー事業化連携ークリニック：Tクリニック、Hクリニック（チップ金型製造） （自動化装置）

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遺伝子検査会社：T社、N社、R社ほか
製薬企業：N社

4. 研究実績
研究開発項目

１細胞分取装置の最適化

CTC由来のがんオルガノイド
作製・評価

特許出願

0件

0件

書籍・雑誌掲載

0件

0件

論文投稿

1件

0件

学会発表

0件

0件

報道発表

0件

0件

外部発表

情報発信

展示会出展

5件

セミナー開催2件（キックオフセミナー、公開セミナー）

会議の開催件数

8

9件（チームミーティング6件 / 開発会議3件）

2023年度展示会
1. あいちモノづくりエキスポ2023（10/5-6），Aichi Sky EXPO
2. BioJapan2023（10/11-13），場所：パシフィコ横浜
3. メッセナゴヤ2023（11/8-10），ポートメッセなごや
4. International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science 2023（11/20-22），
名古屋大学

5. 事業化の見通し
CTC検出機器世界市場

参考：Circulating Tumor Cells Market Analysis & Segment Forecast to 2029- Polaris Market Research

2021年 40億米ドル，2032年には408億米ドルの市場規模になると予測（GAG 13.6%）．
世界市場の約8％が日本市場に相当．
既存製品との比較・国際競争力

1) E Sollier, et al, Lab Chio, 2014, 2) J Che, et al, Oncotarget, 2016, 3) ANGLE's Parsortix system at
AACR 2021, 4) ME Warkiani, et al, Nature Protocols, 2016, 5) A Drucker, et al, Plos One, 2020

品名Rare Cell SorterTM（メドリッジ, JPN）

A社（USA）
FDA承認

B社（UK）
FDA承認

C社（SGP）

D社（FRA）

感度〇△

◎

◯

△

特異度

◎

×〇

××

ダメージ

◎

×〇

〇×

全血対応

◎◎

◎

×〇

1細胞採取対応

◎

××××

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感度・特異度・ダメージにおいて既存製品と比較して優位性がある

5. 事業化の見通し
自社開発の１細胞分取技術を応用したサービス及び製品群の販売を，医療機関，検査機関，研究機関，製薬企業等に向けて行う．
 血液中の腫瘍細胞（Circulating Tumor Cell：CTC等）の１細胞分取及び，その分析受託サービス
 １細胞分取装置用（レアセルソーター）消耗品の販売（ソーティング用のマイクロ流体チップ，ピッキング用ガラスピペット，チューブ，試薬等）
 １細胞分取装置（レアセルソーター）本体の販売・リース等（ビジネスモデルの一例）
解析結果

機器・消耗品¥¥
受託検査会社10

検体研究機関・製薬企業
・がん専門病院

6. 県産業への貢献度、人材育成等
愛知県が認定する愛知ブランド企業（主に医療用機器関連の製造・サービス業）と連携し，世界と戦える医療機器ブランドを輩出する．

この地域から新たな価値を創出（面談状況）• 新東工業株式会社（チップ製造プロセス）
11

6. 県産業への貢献度、人材育成等
医療機器開発を主導するスタートアップの育成
FDA認証，PMDA認証取得

医療機器の実用化までの一連のプロセスを経験

 β版試作機（量産前試作）作製
 細胞培養技術（保険適用を目指す）

2022-

 前臨床試験，量産チップの作製

2019-2021

2019

2016-20192011-201612 ３次・４次試作機作製
起業 細胞のサイズ差/変形度を利用した分離技術の原理検証．
 基本特許申請
 １次・２次試作機作製