成果報告書詳細
管理番号20130000000730
タイトル平成22年度-平成24年度成果報告書 「がん超早期診断・治療機器の総合研究開発 超早期高精度診断システムの研究開発:血液中のがん分子・遺伝子診断を実現するための技術・システムの研究開発 血中分子・遺伝子診断自動化システムの研究開発(血中がん遺伝子診断の検体処理自動化システム)」
公開日2013/11/22
報告書年度2010 - 2012
委託先名プレシジョン・システム・サイエンス株式会社
プロジェクト番号P10003
部署名バイオテクノロジー・医療技術部
和文要約遺伝子検査の実用化における課題は、測定精度に影響する測定前の誤差要因の管理や標準化を目指した評価方法の確立と考えられている。また信頼度や精度を高くするには、自動化システムの開発は必須と考えられる。そこでこれら技術的課題に対応した自動化システムの開発をめざし、血漿成分または細胞成分から磁性粒子技術を用いてRNA精製を実施する「遺伝子検査用検体調製機能」とμTASによる「遺伝子検査用検体評価機能」を具備する装置の開発を目的とした。そこで「遺伝子検査用検体調製機能」に関わる装置システムの開発として、RNA精製の高速化のための要素技術開発、高速RNA精製装置の要素開発及び遺伝子検査用検体処理自動化装置の試作開発を行い、1バッチ30分以内の迅速で高品質なRNA抽出精製の自動化と、精製したRNAが次工程となる遺伝子解析・診断への利用が可能な品質を判定する機能を統合した一体化装置の試作機の完成を目標とした。なおRNA抽出精製の自動化には、当社が有する独自の磁性粒子分離法で国際的な特許でもあり、マグトレーション技術を採用した。本研究開発の成果は以下の通りであった。
1.遺伝子検査用検体調整機能の開発 
 高速RNA抽出プロトコール及び試薬の開発、22年度内で目標の30分以内(22分)を達成し、さらにモデルサンプルを用いて、精製RNAがマイクロアレイ品質であることを検証した。24年度には、肝がん患者の一次培養細胞を用いて精度・再現性の検証を行い、マイクロアレイを用いた遺伝子プロファイル解析による有効性及び品質の評価を実施した。いずれの評価においても、従来のRNA抽出手法と遜色ない結果と判断された。さらに、遺伝子発現プロファイル評価では、低発現遺伝子に関して、非常に優れたデータとなることが確認され、従来法より高感度解析を可能とするシステムであることが確認できた。また自動化装置の制御基板等の要素開発として、構成部品数の削減と小型化を目標に22年度は制御基板の構築を実施し、23年度はさらにモーター基板との合体を行い更なる小型化も実現した。24年度は、事業化を視野にした量産化及びデータ管理・操作性の向上な実用化のための開発を行った。
2.精製機能と品質評価機能との統合一体化システムの開発
上記1の遺伝子検査用検体調製機能と朝日FR研究所が開発している遺伝子検査用品質評価機能を統合した一体化システムの試作機の製作を23年度に実施し、高速プロトコールの移植を行い、24年度はRNA抽出精製の性能検証を行い、既存の装置と同等であること検証した。 また朝日FR研究所と協働で、一体化装置での連結稼働実証を行い、遺伝子検査前の抽出精製及び品質評価において良好な再現性を確認した。
英文要約Title : Development of Automatic Testing System for Genetic Diagnosis using Peripheral Blood/ Development of a sample preparation system for genetic diagnostics (FY2010-FY2012) Final Report
It is necessary to standardize the sample preparation procedure and to establish its evaluation method for its practical use in genetic diagnosis. The development of an automated system is indispensable for reliability and accuracy. We aimed here to develop an automated system with a RNA extraction function along with its evaluation function. A rapid RNA extraction protocol with a performance 22 minutes per batch was established using the reagents developed using magnetic particles. We confirmed that the purified RNA by using the protocol had a very satisfactory quality and can be used for DNA microarray assay for gene expression analysis where the coefficient of variation (CV) was 7%、and high sensitive analysis in gene-expression-profiling.
The challenge to the minimization of the extension board was continued. Succeeded in downsizing of approximately 28%, was able to be achieved to reduce the size of the extraction instrument. And we fabricated a prototype of the conceptual design and then integrated a process of nucleic acid analysis by micro-TAS followed by nucleic acid extraction purification step. The prototype instrument was installed an optimized rapid RNA extraction protocol with pre-filled reagents and also liquid handling protocol for RT-PCR. The performance of the instrument showed good reproducibility both purification and quality evaluation by micro-TAS system.
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