東京医科大学 医学総合研究所の落谷孝広特任教授は、東京科学大学（Science Tokyo）生命理工学院 生命理工学系の安井隆雄教授らの研究チームをはじめ、名古屋大学 未来社会創造機構の夏目敦至特任教授、東京大学 大学院工学系研究科の柳田剛教授、北海道大学 電子科学研究所の長島一樹教授、関西大学 商学部の鷲尾隆教授、Craif株式会社の市川裕樹CTO、大阪大学 産業科学研究所の川合知二招へい教授、量子科学技術研究開発機構（QST）量子生命科学研究所の馬場嘉信教授と共同で、尿中エクソソーム（用語1）のマイクロRNA（用語2）を用いた早期がん検知を達成しました。

　エクソソームは、全ての細胞が放出する微粒子（直径40-200 nm程度）であり、細胞と細胞がコミュニケーションする時の情報伝達物質として体内で機能しています。マイクロRNAはエクソソームによって運ばれる情報であり、がん細胞が放出するエクソソームに含まれるマイクロRNAは体内のがんに関連するサインであると考えられます。今回の研究では、"血液中のエクソソームは全てが細胞間のコミュニケーションに用いられずに一部が尿中へ排出される"という仮説を立て、尿中のエクソソームのマイクロRNA解析を実施しました。

　尿中エクソソームのマイクロRNAを機械学習解析したところ、早期がん患者を識別できることが分かりました。尿中のエクソソームを網羅的に捕まえるため、今回は1次元ナノ構造体のナノワイヤ（用語3）を用いました。次に、捕まえた尿中エクソソームからマイクロRNAを取り出し、がんマーカーとなるようなマイクロRNAの組み合わせ（マイクロRNAアンサンブル、用語4）を機械学習解析にて構築したところ、がん患者と非がん患者ではマイクロRNAアンサンブルが異なることを発見しました（感度98.2 %、特異度96.5 %）（用語5）。さらに、がん患者のマイクロRNAアンサンブルを用いると、AUROC（用語6）が0.987で早期がん患者を識別できました。

　本成果は、10月18日付（現地時間）の「Analytical Chemistry」誌にオンライン掲載されました。

【本研究のポイント】

• 尿中のエクソソームのマイクロRNAを機械学習解析し、早期がん検知を達成

• ナノワイヤを用いて尿中に約2,000種以上のマイクロRNAが存在することを確認

• 脳腫瘍、肺がん、非がんの3分類が可能

【論文情報】

• タイトル：Early cancer detection via multi-microRNA profiling of urinary exosomes captured by nanowires
• 著　　者： Yasui, Takao; Natsume, Atsushi; Yanagida, Takeshi; Nagashima, Kazuki; Washio, Takashi; Ichikawa, Yuki; Chattrairat, Kunanon; Naganawa, Tsuyoshi; Iida, Mikiko; Kitano, Yotaro; Aoki, Kosuke; Mizunuma, Mika; Shimada, Taisuke; Takayama, Kazuya; Ochiya, Takahiro; Kawai, Tomoji; Baba, Yoshinobu
• 掲載誌名：Analytical Chemistry
• ＤＯＩ　：10.1021/acs.analchem.4c02488

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