血漿1滴から心血管疾患に関連する分子シグナルを約10分で読み取る技術が開発されました。従来は、血液中の微小粒子を別途分離したうえで、その中の遺伝物質を改めて抽出する必要がありましたが、新技術ではこうした工程を大幅に減らしました。
ソウル峨山病院眼科のイ・ジュニョプ教授と、大邱慶北科学技術院（DGIST）化学物理学科のホン・ソンギ教授の共同研究チームは18日、血漿中のマイクロRNA（miRNA）を迅速に解析する診断プラットフォーム「SAFE」を開発したと発表しました。
研究成果は、ナノ科学・バイオ素材分野の国際学術誌 〈スモール(Small)〉 に掲載され、表紙論文にも選定されました。
血液中の小さな「袋」に病気のシグナル
私たちの体の細胞は、非常に小さな袋のような粒子を血液中へ放出します。これを「細胞外小胞」と呼びます。
この小さな袋の中には、タンパク質や遺伝物質などが入っています。体に病気が生じると、その内容物にも変化が現れることがあります。この変化を読み取れば、疾患に関連する手がかりを見つけられます。
研究チームが注目したのは、細胞外小胞内の「マイクロRNA」です。マイクロRNAは、細胞のさまざまな機能を調節する小さな遺伝物質です。疾患によって種類や量が変わる可能性があり、各種疾患の手がかりを探る研究に活用されています。
従来、こうした分子シグナルを読み取るには、血液から細胞外小胞を先に分離し、その中のRNAを改めて抽出する必要がありました。複数の工程を要するため時間がかかり、専門機器も必要でした。
研究チームが開発したSAFEは、この工程を大幅に減らしました。細胞外小胞の内部へ検査物質を直接入れ、標的のマイクロRNAに出会うと発光する仕組みを活用しました。
超音波を用いて、検査物質を入れた小さな袋と細胞外小胞を融合させると、細胞外小胞を別途分離したりRNAを取り出したりしなくても、内部のマイクロRNAを確認できます。これにより解析時間は約10分に短縮されました。
心血管疾患の患者20人を解析……精度91.4%
研究チームは、心血管疾患の患者20人と健常者15人の計35人の血漿を用いて、SAFEの性能を検証しました。解析対象は「miR-133a」と「miR-208a」という2種類のマイクロRNAです。いずれも心筋損傷との関連で研究されてきた物質です。
その結果、SAFEは2種類のマイクロRNAを用いて、心血管疾患の患者と健常者をそれぞれ91.4%の精度で判別しました。ここでいう10分は、心血管疾患を確定診断するまでに要した時間ではなく、血漿中の特定マイクロRNAを検出・解析するのに要した時間です。
今回の研究も、患者20人と健常者15人を対象とした初期検証段階です。実際の診療で用いるには、より多くの患者を対象に性能を確認する必要があります。既存の心電図や血液検査と比べ、どの患者にどの程度役立つのかも検討しなければなりません。
複雑な解析工程を削減……救急外来での活用可能性
今回の研究で目を引く成果は、複雑だった分子解析の工程を大幅に減らした点です。
現在、心筋梗塞などが疑われる場合は、症状と心電図、心筋損傷を確認するトロポニンの血液検査などを総合して判断します。SAFEも追加検証を経れば、救急外来のように迅速な判断が求められる現場で、既存検査を補完する手段として用いられる可能性があります。
解析するマイクロRNAを変えれば、他の疾患研究にも応用できます。研究チームは、がんや神経変性疾患、眼科疾患などへ研究対象を広げられるとみています。
イ・ジュニョプ教授は「複雑だった細胞外小胞解析を、わずか10分で実施できる技術を開発しました」と述べ、「今後、実際の診療現場で患者さんの疾患を迅速かつ正確に診断し、治療方針を決めるうえで役立つことが期待されます」と語りました。
ホン・ソンギ教授は「細胞外小胞を分離したりRNAを抽出したりせず、血漿から直接マイクロRNAを解析できる点がSAFEの強みです」と説明し、「さまざまな疾患と患者さんを対象に検証を拡大し、実際の医療現場で使える診断技術へ発展させます」と述べました。
