資料提供（平成 31 年 1 月 28 日）
公益財団法人神戸医療産業都市推進機構 クラスター推進センター
都市運営・広報課 須田・西田・藤田ＴＥＬ：０７８－３０６－２２３０

助成金を活用した新たながん検査法の開発が行われました
公益財団法人神戸医療産業都市推進機構が平成３０年度より新たに創設した「神戸医療産業都市研究開発助成金」の採択事業「がん診断用エクソソーム自動分析装置の開発」について、国立大学法人神戸大学より別紙のとおり発表されましたのでお知らせいたします。
《研究内容についての問い合わせ先》■神戸大学大学院工学研究科応用化学専攻教授 竹内俊文
TEL: 078-803-6158; E-mail: takeuchi@gold.kobe-u.ac.jp■神戸大学総務部広報課
TEL: 078-803-6696; E-mail：ppr-kouhoushitsu@office.kobe-u.ac.jp（参考）○助成金制度概要（対象部分抜粋）
名

称：神戸医療産業都市研究開発助成金（共同研究・共同事業枠）

対 象 者：神戸医療産業都市に拠点を有する大学、研究機関、医療機関または企業等の法人、もしくは神戸市内に拠点を有する大学、研究機関または医療機関
対象事業：神戸医療産業都市の発展に資する新たな技術や製品・サービスの創出に繋がると認められ、かつ他の企業や団体（神戸市外に立地するものでも可）と共同で行われる研究・事業
助成金額：限度額 500 万円、助成率 1/2 以内
助成対象期間：上限 2 年

第 35 回学長定例記者会見資料○別紙

がんの新たなバイオマーカーとして期待されるエクソソームの超高感度検出法の開発

工学研究科 応用化学専攻 竹内 俊文

神戸大学大学院工学研究科 竹内俊文教授、医学部附属病院 佐々木良平教授、システム・インス
ツルメンツ㈱濱田和幸氏らの研究グループは、がんの新たなバイオマーカーとして注目されているエクソソーム※1 の超高感度検出法の開発を行いました。今後、がんの早期発見など国民の健康に大きく貢献することが期待されます。

本研究は、神戸大学大学院工学研究科医療デバイス創製医工学研究センターの教員が中心になり行い、研究成果は、2019 年 1 月 3 日にドイツ化学会国際誌 Angewandte Chemie International
Edition 電子版に掲載され、その研究イメージは内表紙に採択されました。
ポイント・最近、がん細胞から放出されるエクソソームが、がんの悪性化や転移に深く関わっていることが明らかとなり、このがん細胞由来エクソソームを追跡することで、がんの早期発見をする試みが、新たながん検出法としての期待感から注目を集めています。
・本研究では、抗体と人工高分子材料を巧みに融合し、煩雑な前処理をすることなしに、体液中のがん細胞由来のエクソソームを正常エクソソームと識別することに成功しました。
・エクソソームの高感度測定を自動化した「エクソソーム自動分析計」を開発し、迅速、簡単に体液検査を行うことで、エクソソームをバイオマーカーにしたがんの早期発見のための新しい方法論を実証しました。

研究の背景
細胞外小胞エクソソームは、さまざまな細胞から放出される脂質二重膜を有する 100 ナノメートル（ナノは 10-9 乗）程度の小胞です。最近、がん細胞から放出されるエクソソームが、がんの悪性化や転移に深く関わっていることが明らかとなり、このがん細胞由来エクソソームを追跡することで、がんの早期発見をする試みが、新たながん検出法としての期待感から注目を集めています。
現状のエクソソーム分析法は、超遠心やアフィニティー分離などを併用して行われるため、手順が煩雑で、簡便で迅速とは言えません。煩雑な前処理をすることなしに、体液中のがん細胞由来のエクソソームを正常エクソソームと識別することができれば、簡単な体液検査でがんの早期発見が可能となります。患者の大きな負担となる直接組織を採取する「組織生検」や、非侵襲ではありますが、正診率の低い「各種がん診断法」、例えばマンモグラフィー検査や血中がんマー別紙

カータンパク質検査などに代わる新たながんの検査法として期待されます。

研究の内容
本研究では、鋳型重合法の一つである分子インプリンティ
ング技術※2 を応用し、エクソソームを固定化したガラスチップ上に 30 ナノメートル程度の人工高分子薄膜を形成後、エクソソームを取り除くことにより、エクソソームのサイズに近い空間（エクソソーム補足空間）をガラス基板上に形成しました。さらに我々の開発したポストインプリンティング修飾技術※3 を用い、そのエクソソーム補足空間内のみに、エクソソーム表面の膜タンパク質を認識する抗体と、エクソソームの結合情報を蛍光変化で読み出すことのできる蛍光分子を選択的に導入し、エクソソームセンシングチップを得ました（図 1）。このセンシングチップは、エクソソーム上の膜タン

図 1．エクソソームセンシングチップ

パク質を認識してエクソソームを捕捉し、その捕捉情報を蛍光変化で読み出す、抗体と人工材料を融合した従来にない画期的なエクソソームの高感度蛍光検出チップです。
さらに、この蛍光センシングチップによるエクソソームの測定を簡便に実行するため、すべての分析作業を自動化したエクソソーム自動分析計の製作をシステム・インスツルメンツ㈱と共同で行いました（図 2）。これは、3D ロボットアームを搭載した自動分注装置に高感度 CMOSカメラ搭載蛍光顕微鏡ユニットを装着したもので、エクソソームセンシングチップを挿入した特注の扁平型ピペットチップを用いて、試料の吸引･吐出・基板の洗浄を自動的に行うものです。このエクソソーム自動分析計により、前処理なし 10 分以内で、1 ミリリットルあたり 6ピコグラム（ピコは 10-12 乗）という従来にはない高い検出限界を達成しました。これは、10

図２．エクソソーム自動分析計

マイクロリットル中に約 150 個のエクソソームがあれば検出可能ということになり、従来報告されている測定法の感度を大幅に上回る超高感度なエクソソーム検出が可能となりました。

この装置作製は、公益法人神戸医療産業都市推進機構（理事長 本庶 佑）の助成により行われました。

別紙

今後の展開
がんの早期発見のためには、がんに罹患する前のがん検診が重要ですが、現状では検診の煩わしさから、その受診率が極めて低くなっています。本研究で開発したエクソソーム自動分析計を用いることで、体液中のエクソソームを容易に分析可能となり、今後、大規模に臨床試料を収集してエクソソーム分析を行い、がん由来エクソソームの分析が、がん診断に確かに有用であることが実証されれば、その簡便性からがん検診受診率の向上に貢献することはもちろん、がん診断、治療効果、がんの転移予測、治療後の予後管理などにも適用可能で、本法は、国民の健康に大きく貢献することが期待されます。

用語解説
※１

エクソソーム細胞外小胞エクソソームは、さまざまな細胞から放出される脂質二重膜を有する 100 ナノメート
ル程度の小胞で、放出元細胞のタンパク質や核酸などのさまざまな物質を含有します。したがって、エクソソームを調べることで、放出元細胞の情報が得られると考えられています。
※２分子インプリンティング技術

標的分子あるいはその誘導体（鋳型分子）と、それに対して相互作用可能な官能基をもつ重合可能なモノマー（機能性モノマー）の複合体を形成させ、そこへ架橋剤を加えて重合する。得られた架橋性高分子中から、重合前に加えた鋳型分子を除去することで、標的分子に相補的な結合部位をもつ分子インプリント空間を高分子内に形成する手法です（図 3）。

図 3．分子インプリンティング技術の概念※３

ポストインプリンティング修飾技術

分子インプリンティング技術で作成したポリマーから鋳型分子を除去した後に形成される鋳型分子のサイズに相補的な空間内の官能基を化学的に処理し、機能の付与や変換を行う手法です。今回は、抗体と蛍光分子を導入しました。
論文情報・タイトル
A Pretreatment‐Free, Polymer‐Based Platform Prepared by Molecular Imprinting and Post-Imprinting
Modifications for Sensing Intact Exosomes

別紙・著者
Kisho Mori, Mitsuhiro Hirase, Takahiro Morishige, Dr. Eri
Takano, Dr. Hirobumi Sunayama, Dr. Yukiya Kitayama, Dr.
Sachiko Inubushi, Prof. Dr. Ryohei Sasaki, Prof. Dr. Masakazu
Yashiro, Prof. Dr. Toshifumi Takeuchi

・掲載誌
Angewandte Chemie International Edition
https://doi.org/10.1002/anie.201811142

問い合わせ先■神戸大学大学院工学研究科応用化学専攻教授 竹内俊文
TEL: 078-803-6158; E-mail: takeuchi@gold.kobe-u.ac.jp■神戸大学総務部広報課TEL: 078-803-6696; E-mail：ppr-kouhoushitsu@office.kobe-u.ac.jp

Inner Cover に採択

参考神戸医療産業都市研究開発助成金【共同研究・共同事業枠】 交付決定8件（申請34件）
申請者法人名共同先法人名株式会社
オーガンテクノロジーズ

国立研究開発法人理化学研究所

株式会社
chromocenter

株式会社ファイセル

タキゲン製造株式会社

ヤマトロジスティクス株式会社
株式会社スズケン
JFEテクノリサーチ株式会社

榎本薬品株式会社

神戸市立医療センター中央市民病院
兵庫県立こども病院 ほか

国立大学法人神戸大学

システムインスツルメンツ株式会社

国立大学法人神戸大学

株式会社ナード研究所

株式会社四国核酸化学

株式会社ワイエムシィ

一般社団法人
日本福祉用具評価センター

株式会社ひまわり

研究・事業名研究・事業の概要

連絡先

本事業では、三次元人工皮膚AdvancedSkin™をベースとして、創薬における被験物 研究部
質のヒト皮膚の透過性を予測するために用いる、高度化三次元皮膚モデルの開発 手塚を行う。
078-569-8843
臨床検体の取扱いに長けた（株）ファイセルと、再生医療用iPS細胞で安全性試験の 事業推進部
再生医療等製品用の臨床検染色体検査に長けた（株）chromocenterが、臨床検体からiPS細胞まで作製工程を 玉井体への染色体検査一貫して染色体検査する新事業創造。
078-599-9383
神戸支店
輸送システムに対応した振動 振動に脆弱な細胞等を輸送するため、輸送方法に合わせた振動軽減装置を開発
駒田
軽減装置の開発し、輸送システムの構築を行う。
078-303-9001
鶏卵による食物アレルギー児やその予防をしたい乳児に対し、継続的な卵食品の 総務部
食物アレルギー用加熱鶏卵負荷が必要になることがあります。その鶏卵負荷を容易にする食品を、医療機関・ 団野粉末の開発
アレルギー専門医と連携して開発し、親の負担を軽減します。
06-6385-1401
本研究では新たながんマーカーとして期待される細胞外小胞エクソソームを前処理 大学院工学研究科
がん診断用エクソソーム自動なしで計測可能な自動分析装置を開発し、がんの悪性化や転移・再発を予測・診断 応用化学専攻 竹内分析装置の開発を可能にする新規リキッドバイオプシー手法を確立する。
078-803-6158
大学院科学技術
ユニバーサル核酸医薬の合 申請者が開発したユニバーサル核酸を利用した、アンチセンス型核酸医薬を開発
イノベーション研究科 片岡
成原料開発するための原料モノマーの製造工程を確立する。
078-945-7622
神戸ラボ
機能性核酸医薬原料の製造 核酸医薬の投与量を大きく低減させる核酸医薬原料の製造技術を開発する。本原
兵藤
技術開発
料の大量生産に向けて、製造短工程化を共同研究にて実現する。
078-599-9495
福祉用具貸与の流通においてのメンテナス作業に関する指針を明確にし、評価事 管理部
福祉用具流通事業者のメンテ業とすることで、神戸発信の「安全な福祉用具の供給体制」を実現し、安全な福祉用 西山
ナンス事業評価具供給システムに寄与することを目的とする。
078-306-0556
創薬支援に資する人工皮膚の評価機能高度化【若手研究者支援枠】 交付決定5件（申請12件）
申請者法人名研究者役職・氏名研究・事業名研究・事業の概要

連絡先

兵庫県立こども病院

診療部血液・腫瘍内科
医長 岸本 健治

造血細胞移植における移植前処置薬ブスルファンについて、代謝酵素の遺伝子多 血液・腫瘍内科
造血細胞移植の最適化に向型解析と薬物動態解析を行い、移植患者ごとに最適化されたブスルファン投与法の 岸本
けた薬理遺伝解析構築に向けて有用な因子を同定する。
078-945-7300

国立大学法人神戸大学

大学院医学研究科
特命助教 槇野 義輝

発がんに関わる蛋白質Rasは、薬剤結合可能ポケットの開閉運動でその機能を制 医学部 研究支援課
抗がん剤設計のためのRasの御する。本研究では、NMR及びSACLAを用いてその活性制御機構を原子レベルで 研究企画係 中野
動的構造解析解明し、新たな創薬基盤技術構築に寄与する。
078-382-5195

国立研究開発法人
理化学研究所

研究員 武尾 真

指/四肢再生医療の実現化に向け、マウスにおいて胎児性の細胞を用いて成体の 生命機能科学研究センター
指・四肢再生技術開発に向け指再生の誘導が可能であるか明らかにするとともに、再生に必要な細胞シーズの同 器官誘導研究チーム 室伏た概念実証研究
定と基盤技術の開発を行う。
078-306-3448

国立大学法人神戸大学

助教 北山 雄己哉

ナノ材料は革新的ナノメディシンのための基盤材料として期待され、近年急速な発 工学研究科 応用化学専攻
生体内で機能化するステルス展を遂げている。本研究は生体内分子を利用して機能を発現する新たなナノキャリ 北山
癌治療薬の開発アを創製し、新規ナノメディシン開発への道筋を立てる。
078-803-6594

八十島プロシード株式会社

エンジニア 濱地 晃平

超音波診断用ゲル開発による医療技術の開拓

従来の超音波診断では困難であった鼻骨や関節等、凹凸の大きい部位に対して、 本部テクノロジーセンター
体表を圧迫せず凹凸部に追従する柔軟な超音波診断用ポリウレタンゲルを開発し、 濱地診断可能領域を拡げることで超音波診断の進展に貢献する。
078-306-6255