エクソソーム計測システム
ExoCounter（※生産完了品）
トピックス
「iF DESIGN AWARD 2021」受賞（プロダクト分野）
＜「iF DESIGN AWARD」について＞
「iF DESIGN AWARD 2021」は、ドイツを拠点とする世界で最も歴史を持つ独⽴したデザイン団体であるiF International Forum Design GmbH が主催し、1953 年から68年間にわたり国際的に認知されているデザイン賞です。同賞は「プロダクト」「パッケージ」「コミュニケーション」「建築」など9分野で構成されており、「Impact」「Differentiation」「Function」など複数の基準により審査されます。2021年は52の国や地域から約10,000件（過去最高）に及ぶ応募があり、98名のデザイン専門家による厳正な審査を経て各賞が決定されました。
妊娠高血圧腎症の発症予測に向けた共同研究
エクソソーム（Exosome）とは？
エクソソームとは、細胞外小胞（EVs）の一つであり、体液中に多く存在します。
細胞から分泌されるエクソソームは、親細胞に由来するたんぱく質や核酸（miRNA、DNA等）といった様々な分子を含んでおり、他の細胞に取り込まれることでそれらの分子をその細胞に送達します。
この細胞間の情報伝達メカニズムは、様々な生理作用やがんを始めとする疾患の進行・発症に関係していると言われており、エクソソームの活用は診断・創薬・治療など次世代医療において期待がされています。
主な特長・仕様
精製プロセス不要、抗原特異的なエクソソームの絶対数を定量可能
Blu-rayとナノビーズの技術を融合させ、体液中の抗原特異的なエクソソームを1つずつ検出、デジタルカウントします。
- 抗原特異的なエクソソームの粒子数を計測
- 単離・精製工程が不要で、体液サンプルを直接測定可能
- 捕捉・標識抗体のカスタマイズに対応
- 煩雑な測定条件設定が不要（スタートボタンを押すだけ）
- 少量のサンプル（血清・血漿12.5μL）で測定可能
- 1枚のディスクで16サンプルに対応
- 専用洗浄機完備
システム構成
●カウンター（BX-EC3）
●専用洗浄機（BX-PW1）
●クランププレート
●測定用アプリケーション
●アッセイキット
●ディスクとウェル
測定の流れ
エクソソームをディスクとナノビーズの抗体で表面抗原特異的にサンドイッチ検出。ディスク表面の溝（260nm）のサイズ制限効果でマイクロベシクル等（～1μm）の影響を除外。体液試料中のエクソソームを単離・精製工程不要で直接測定。
Blu-rayディスク技術を応用した光学ヘッドを用い、ナノビーズで修飾されたエクソソームを一つずつ検出。専用に開発した高速信号処理回路で、正確かつ高速にエクソソームを計数（最大約20万個/秒）。独自のデジタル計測で、測定パラメータの調整は不要。
付属専用アプリケーションは、計測結果表示、過去の計測結果の閲覧、csvエクスポート機能等をサポート。
粒子数を直接計測することで、検量線を使用しない定量評価を実現。
参考映像
共同研究
この技術は、研究開発法人 科学技術振興機構 （JST）の先端計測分析技術・機器開発プログラムの支援を受けて、慶應義塾大学医学部、東京医科大学、東京工業大学生命理工学院との共同研究により開発されました。
2020年8月、慶應義塾大学医学部とのExoCounterを使用した膵癌診断に関する共同研究の論文が掲載されました。
2018年7月、エクソソームのデジタル計数テクノロジー「ExoCounter（エクソカウンター）」について慶應義塾大学医学部、東京医科大学らとの共同研究の成果が、米国科学誌『ClinicalChemistry』のオンライン速報版で公開されました。
2017年10月、JVCケンウッドは、国立がん研究センター、第一三共株式会社、シスメックス株式会社と、がんの診断および治療の質向上に関する以下の共同研究を開始しました。
2016年3月、JVCケンウッドとシスメックス株式会社は、エクソソームを対象とした診断装置を共同開発することに合意しました。
ナノビーズ技術の生みの親に聞く、「ExoCounter」とナノビーズ技術
私の研究グループでは、バイオセパレーターや次世代バイオセンサに応用可能なナノサイズのラテックスビーズ（SGビーズ）やナノ磁性ビーズ（FGビーズ）の作製およびその高機能化に関して、基礎から応用・実用化に向けた産学連携研究を推進しています。我々が開発したナノビーズ技術は、薬剤と結合するたんぱく質の同定において優れた性能を示す革新的な技術であり、ケミカルバイオロジー分野に広く貢献しています。最も大きな成果は、サリドマイドの薬害機構に関して、サリドマイドと結合するたんぱく質の一つとしてセルブロンを同定し、セルブロンが催奇性の原因であることを証明したことです。これから発展して、セレブロンを標的として結合し、抗がん作用を示すサリドマイド誘導体を見出し、戦略的な次世代抗がん剤開発の道筋を切り開きました。
株式会社JVCケンウッドが開発・販売する「ExoCounter」は、FGビーズをバイオセンシング用のプローブとして用い、特定の抗原を持つエクソソームを一つずつ検出、定量化するシステムです。検出対象であるエクソソームと光ディスクのナノ構造、そしてFGビーズが同程度の大きさであることから、高い検出精度を得ることができるとともに、FGビーズの磁性材料が検出信号をエンハンスすることで、高感度な検出が可能になっています。FGビーズの性質が新たな領域で見事に活かされた事例と言えるでしょう。
エクソソームは、がんなどの疾患と関連した重要な研究対象であり、新たな診断技術や治療技術の開発による個別化医療への応用が期待されています。「ExoCounter」が、エクソソームの定量化技術として、エクソソーム研究分野の発展に多大に寄与することを期待しています。
東京医科大学 ナノ粒子先端医
学応用講座 半田 宏 特任教授
参考文献
- Zhang X, et al. BATF2 prevents glioblastoma multiforme progression by inhibiting recruitment of myeloid-derived suppressor cells. Oncogene 14–16 (2021). doi:10.1038/s41388-020-01627-y.
- Yokose, et al. S. O -Glycan-Altered Extracellular Vesicles : A Specific Serum Marker Elevated in Pancreatic Cancer. 1–17 (2020). doi:10.3390/cancers12092469.
- Kabe Y, et al. Application of high-performance magnetic nanobeads to biological sensing devices. Anal. Bioanal. Chem.
- Kristensen SR, et al. Blu-ray beyond music and movies-novel approach to diagnostics measuring specific extracellular vesicles. J Lab Precis Med. 2018;3:84‒84.
- Kabe Y, et al. Development of a Highly Sensitive Device for Counting the Number of Disease-Specific Exosomes in Human Sera. Clinical chemistry, (2018).
アプリケーション例
■エクソソームの測定結果
（A）単離エクソソーム
（Colo1細胞株培養上清由来）
（B）血清中のエクソソーム（単離なし）
■ExoCounterとNTAの比較結果
● サンプル：HCT116細胞培養上清からSEC法で単離したエクソソーム。
● 実験デザイン：サンプル中のCD9陽性エクソソームをビーズ吸着法でディプリーション。ディプリーション前後の測定値の差分をCD9陽性エクソソーム数とした。
(A and B)Kabe Y, et al. Clin Chem. 2018 Oct
■他方式との比較
※ 幹細胞試料、観察写真は株式会社フルステム様ご提供
幹細胞培養に関連して、2D培養法と3D培養法の差を細胞一つ当たりのエクソソーム数に換算して評価
※ 幹細胞試料、観察写真は株式会社フルステム様ご提供
受託測定
＜受託測定の流れ＞
＜抗体＞
●CD9, CD63等
＜サンプル＞
●血清、血漿、細胞培養上清等
資料請求・お問い合わせ
本システムは生産完了いたしました。
※本製品は、研究用測定機器であり、診断に用いることはできません。
※「ExoCounter」は株式会社JVCケンウッドの商標または登録商標です。
※受託測定サービスは終了いたしました。