生物微小流体工学研究室ゼミ　2026/5/25~6/22

2026年5月25日 13:30

生物微小流体工学研究室のゼミで、
2026/5/25, 6/1, 6/8, 6/15, 6/22
に紹介された論文を紹介します。各日2件です。

1. 環境DNA抽出のための紙ベースプラットフォーム

Chau Ha Pham et al.　An Affordable paper based platform for eDNA Filtration, Concentration, and nucleic acid extraction. Methods 250 (2026) 77-86. DOI: 10.1016/j.ymeth.2026.02.012

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1046202326000368

キトサンコーティング＋LAMP法で、特定の魚種由来のeDNAの補足や増幅による検出ができる。磁気ビーズ抽出と比較している。ただし、環境水一滴から検出できるというわけではなく、大量の水のろ過（による予備濃縮）は別に必要になる。

2.アプタマーを固定化したEV検出用マイクロ流体システム

Zhou Z, Chen Y, Qian X. Target-Specific Exosome Isolation through Aptamer-Based Microfluidics. Biosensors (Basel). 2022 Apr 18;12(4):257. doi: 10.3390/bios12040257

https://www.mdpi.com/2079-6374/12/4/257#

アプタマーを使ってマイクロ流路内で細胞外小胞を特異的に捕捉する。ターゲットはCD63とPTK7。NTAとELISAで検証。これは我々にとって重要な先行研究だと思う。

3.地中海ラグーンの生物セキュリティ監視に eDNA を応用

Ardura A, Fernandez S, Planes S, Garcia-Vazquez E. Environmental DNA for the surveillance of biosecurity threats in Mediterranean lagoons. Mar Environ Res. 2024 Jul;199:106601. doi: 10.1016/j.marenvres.2024.106601.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141113624002629

DNA メタバーコーディングで、フランス地中海沿岸のラグーンの外来侵入種や有害藻類を検出したという論文。eDNAは環境破壊のアラートを出すために使える、ということだろうか。

4.大腸がんのバイオマーカーとしてのエクソソーム

Ma L, Yu H, Zhu Y, Xu K, Zhao A, Ding L, Gao H, Zhang M. Isolation and proteomic profiling of urinary exosomes from patients with colorectal cancer. Proteome Sci. 2023 Feb 9;21(1):3. doi: 10.1186/s12953-023-00203-y.

大腸がん患者の尿からエクソソームをを分離し分離した尿中エクソソームに含まれるたんぱく質を解析し、大腸がん患者と健常者で違うタンパク質を探したというもの。尿からのエクソソーム抽出も今後注目スべきだろうか。

5.蛍光実体顕微鏡とフローセルベースのマイクロプラスチック定量システム

Tsuchiya M, Kitahashi T, Taira Y, Saito H, Oguri K, Nakajima R, Lindsay DJ, Fujikura K. Rapid detection and quantification of Nile Red-stained microplastic particles in sediment samples. PeerJ. 2025 Mar 31;13:e19196. doi: 10.7717/peerj.19196.

https://peerj.com/articles/19196/

低コストで実用的なMP解析システム。堆積物の解析の一連のプロセスが参考になる。フローセルがMPのサイズにしてはかなり巨大な気がする。

6.部分重力が、血管内皮＋血球細胞に与える影響

Du Y, Han B, Biere K, Abdelmalek N, Shu X, Song C, Chen G, Li N, Tuschen M, Wu H, Sun S, Choukér A, Long M, Moser D. Lunar and Martian gravity alter immune cell interactions with endothelia in parabolic flight. NPJ Microgravity. 2025 Feb 3;11(1):4. doi: 10.1038/s41526-024-00456-7.

HUVEC（初代血管内皮）とTHP-1（単球株）の共培養系をパラボリックフライト環境において、THP-1の接着（形態的かつ接着分子の発現）と、HUVECの細胞骨格の変化を調べている。HUVEC-THP-1共培養の実現においても参考になりそう。

7.血管微小環境の主要構成要素を模倣するマイクロ流体膜デバイス

Srigunapalan S, Lam C, Wheeler AR, Simmons CA. A microfluidic membrane device to mimic critical components of the vascular microenvironment. Biomicrofluidics. 2011 Mar 30;5(1):13409. doi: 10.1063/1.3530598

https://pubs.aip.org/aip/bmf/article-abstract/5/1/013409/385810/

使用している細胞のうちHUVEC, THP-1は、先週の6.と同じで、単球株として、RAW264.7も使用している。膜サンドイッチタイプの２層マイクロ流路で、灌流でWSS(壁せん断力)を加えつつ、単球株とHUVECとの共培養、単球株のトランスウェルアッセイを兼ねている。

8.ポリスチレンナノプラスチックが血管内皮細胞における遺伝子発現・遊走性に及ぼす影響の評価

Martín-Pérez J, Villacorta A, Gutiérrez-García J, Egea R, Morataya-Reyes M, Cassú-Casadevall M, Barguilla I, Marcos R, Hernández A, García-Rodríguez A. Transcriptomic and functional profiling of endothelial dysfunction induced by polystyrene nanoplastics. Front Toxicol. 2026 Apr 17;8:1812922. doi: 10.3389/ftox.2026.1812922.

ナノプラ(NP)がHUVECに与える影響の研究で、Wound-healing assay(ibidiの着脱式ウェルを使った)がされていて、NGSでの網羅的発現解析のパスウェイも明確に記載されている。当研究室でやっていそうでやっていない、そういう絶妙な組み合わせだ。HUVECのNP取り込みは、PMA処理したTHP-1と比べるどうなんだろう。

9.液体生検におけるcfDNAおよびevDNAの分析前処理の最適化

Dohmen J, De Santis L, Stephens BM, Bernard V, Kalff JC, Braun L, Leyendecker P, Röttgen J, Weissinger D, Maitra A, Guerrero PA, Semaan A. Pre-analytical optimization of cell-free DNA and extracellular vesicle-derived DNA for mutation detection in liquid biopsies. Mol Oncol. 2026 Feb 22. doi: 10.1002/1878-0261.70222.

https://febs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/1878-0261.70222

液体生検において，血液処理の遅延，保存温度，採血管の種類，血漿の投入量が，細胞遊離DNA（cfDNA）と細胞外小胞由来DNA（evDNA）の回収量および変異検出感度に与える影響を系統的に調べた。
液体生検では、どうやって体液を採取し、保存するかだけでも、研究としての価値がある。これもその一例。

10.eDNAサンプラー:完全統合型環境DNAサンプリングシステム

Thomas AC, Howard J, Nguyen PL, Seimon TA, Goldberg CS. eDNA Sampler: A fully integrated environmental DNA sampling system. Methods Ecol Evol. 2018;9:1379–1385.DOI：10.1111/2041-210X.12994

https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/2041-210X.12994

ダイヤフラムポンプによる陰圧式濾過、流量センサーによる単位時間流量の測定、圧力センサーによる吸引圧力管理を行い、一定条件下で環境水を処理可能にした。
自動化を標準化と結び付けた例として、eDNAに限らず、参考になりそう。