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2018-4-20

富士フイルム（株）は，対象物への光照射で生じる散乱光を増強し，高感度に物質を検出する表面増強ラマン分光（Surface-enhanced Raman Spectroscopy: SERS）を活用して，組織の代謝物を非標識・無染色で高精度に大面積で分析できるSERSイメージング技術を開発した。

また，本技術を応用した，同社R&D統括本部先端コア研究所と慶應義塾大学（末松 誠 客員教授，本務 国立研究開発法人 日本医療研究開発機構 理事長，医学部医化学教室 加部泰明 専任講師ら）との共同研究^（*2）において，マウス生体切片中のがん組織の分布を，SERSイメージングによる代謝物情報から自動的に可視化することに世界で初めて^（*1）成功した。これは，がんの進行状態をより正確に判別するだけでなく，抗がん剤への耐性の有無やがんの悪性度判定など，がんの自動病理診断に繋がる画期的な成果である。なお本研究成果は，2018年4月19日（米国東部時間）に英国科学誌Nature Communicationsのオンライン速報版で公開される。

現在，がんなど病変部の組織の分析方法として，抗体による標識や，染色を用いた，細胞形態のイメージング手法が一般的に利用されている。しかし，細胞のわずかな形態異常から組織を高精度に分析するには，熟練を要する。そのような中，標識・染色による形態分析ではなく，病変部特有の代謝物などの物質を同定することで組織を分析できるSERSを活用したイメージング（SERSイメージング）に注目が集まっている。SERSイメージングは，基板上の対象物に光を照射したときに，物質の分子構造に応じて固有の波長を持つ光が散乱されるラマン散乱という現象を活用した分析方法。さらに，基板上にナノサイズの金など金属微粒子を配置することで対象物からのラマン散乱を増強でき，高感度に物質を検出できる。しかし，金属微粒子を基板上に大面積で均一に配置することや，強められたラマン散乱光から必要な情報だけを取り出して画像化することが困難であった。

富士フイルムは，先端コア研究所にて将来に向けた新たな技術開発を進める中，写真フィルムで培った粒子形成技術やナノフォトニクス技術などを活かし，非標識・無染色で組織の代謝物を大面積で高精度に分析できるSERSイメージング技術を開発した。

＜同社が開発したSERSイメージング技術の特長＞

• 粒子形成技術やナノフォトニクス技術などを活かした設計により，ソラマメ状の金の微粒子を基板上に均一に分散させることにより，従来のラマンイメージングを大幅に上回る感度で，大面積の対象物の検出が可能。
• 独自のイメージングのアルゴリズムにより，必要な情報だけを取り出すことで，病変部などの対象物の高精度な画像化が可能。
• 基板に透明なガラスとベーマイト^（*3）を採用したことで，基板側から光を照射することが可能。対象物に妨げられずに光の照射およびラマン散乱の検出ができるため，高精度な分析を実現。

さらに，今回，本技術を応用した，慶應義塾大学医学部医化学教室との共同研究において，モデルマウスの生体切片中のがん組織の分布と，SERSイメージング技術で検出した各種代謝物のラマン散乱光の照合を実施し，がん特有の分布を示す代謝物を特定した。また，独自の画像処理を行うことで，SERSイメージングによる代謝物情報から非標識・無染色でがん組織の分布を自動的に可視化することに世界で初めて成功。本技術を発展させることにより，わずかな形態異常からの診断ではなく，代謝物情報からがんの進行状態のより正確な判別に繋がる可能性がある。さらに，継続的な検査による抗がん剤に対する耐性の有無やがんの悪性度判定など，がんの質的診断の実現に繋がることが期待できる。

富士フイルムは，SERSイメージング技術をがん診断分野のみならず，バイオイメージング分野にも幅広く応用し，医療の質のさらなる向上に貢献していく。

^{*1 対象物への光照射で生じる散乱光を増強し，高感度に物質を検出する表面増強ラマン分光（Surface-enhanced Raman Spectroscopy: SERS）を活用して，代謝物情報から非標識・無染色で自動的に可視化したことが世界初。
*2 本研究は，科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業（ERATO）末松ガスバイオロジー（2009～2014，研究総括　末松　誠：当時）および，国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）革新的先端研究開発支援事業（AMED-CREST）「疾患における代謝産物の解析および代謝制御に基づく革新的医療基盤技術の創出」研究開発領域（研究開発総括：清水孝雄）における研究開発課題「代謝システム制御分子の系統的探索による治療戦略創出と創薬展開」（研究開発代表者　加部泰明）により実施された。なお，本研究開発領域は，2015年4月の日本医療研究開発機構の発足に伴い，国立研究開発法人科学技術振興機構（JST）より移管されたもの。（慶應義塾大学の末松誠客員教授は，AMED-CRESTの研究費を受給していない。）
*3 水酸化アルミニウム。}