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キラルメタボロミクスによる疾病バイオマーカーの探索

Research Project

Project/Area Number 16J11918
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Analytical chemistry
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

高山 卓大  静岡県立大学, 薬食生命科学総合学府, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywordsキラルメタボロミクス / アルツハイマー病 / LC-MS/MS / ソフトウェア / バイオマーカー / 安定同位体標識誘導体化 / 脳脊髄液 / キラル化合物 / 代謝物網羅的解析 / キラル誘導体化
Outline of Annual Research Achievements

本年度は前年度のアルツハイマー病患者脳脊髄液におけるキラルメタボロミクスにより得られた、バイオマーカー候補の構造同定、及び液体クロマトグラフィー-三連四重極タンデム質量分析計による定量分析法の再構築を通じた性能評価について検討を行った。まず初めに抽出されたバイオマーカー候補の試薬誘導体に関して、精密質量、MS/MSフラグメント、保持時間の情報を精査し構造を同定することを目指した。結果、およそ半数のピークについて構造を一義的に決定できた。加えて以前の研究で開発したキラル抽出法を適用することで取得された、光学異性体可能性の情報も併せ、構造中の不斉炭素の有無を判定でき精密な同定が可能であることが明らかとなった。アルツハイマー病患者試料について、半数もの有意変動ピーク由来代謝物を決定された事は、前年度開発したキラルメタボロミクスの有用性を補強した。さらに、代謝物構造の決定を自動化するソフトウェアの開発にも成功した。ただしPCスペックに依存した解析速度の違いも観察されたため、汎用化していくためには速度を考慮したアルゴリズム・プログラムを構築する必要がある。構造決定された代謝物の内、バイオマーカーとして特に高い性能を示し、かつ過去の研究から精神疾患との関与が考えられているKynurenineの関連代謝物について標準品を用いた定量分析を実施した。前者では有意変動しているピークがD-Kynurenineであることを新たに見出した。さらに近年、再度注目されているD-アミノ酸酸化酵素が、活性変動している可能性も示唆された。またGlyceric acidという代謝物に関しても光学異性体分析法を構築し、検体群間で比較を行ったところ、L体において非常に高い有意差を検出した。本代謝物異性体について、対象疾患における分離分析事例は初であり、バイオマーカーとして有望だと考えられる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (16 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Isotope Corrected Chiral and Achiral Nontargeted Metabolomics: An Approach for High Accuracy and Precision Metabolomics Based on Derivatization and Its Application to Cerebrospinal Fluid of Patients with Alzheimer's Disease.2019

    • Author(s)
      Takayama T, Mizuno H, Toyo'oka T, Akatsu H, Inoue K, Todoroki K.
    • Journal Title

      Anal Chem

      Volume: 19(3) Issue: 7 Pages: 4396-4404

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b04852

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] キラルメタボローム研究の効率化のためのデータ解析ソフトウェアの開発2019

    • Author(s)
      高山 卓大, 水野 初, 豊岡 利正, 井之上 浩一, 赤津 裕康, 轟木 堅一郎
    • Organizer
      日本薬学会第139年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] アルツハイマー病患者試料の高精度キラルメタボロミクスによるマーカー探索2018

    • Author(s)
      高山卓大・ 水野初・ 豊岡利正・ 赤津裕康・ 井之上浩一・ 轟木堅一郎
    • Organizer
      日本質量分析学会・日本プロテオーム学会2018年合同大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Chiral Metabolomics; Development of Comprehensive and Highly Accurate Analysis for chiral metbolites2018

    • Author(s)
      Takahiro Takayama, Hajime Mizuno, Toshimasa Toyo'oka, Koichi Inoue, Hiroyasu Akatsu, Kenichiro Todoroki
    • Organizer
      66th ASMS Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Analysis of optically active metabolic biomarkers for Alzheimer's disease released in cerebrospinal fluids2018

    • Author(s)
      Takahiro Takayama, Hajime Mizuno, Toshimasa Toyo'oka, Koichi Inoue, Hiroyasu Akatsu, Kenichiro Todoroki
    • Organizer
      RSC international conference 2018
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  • [Presentation] 12C/13C キラル誘導体化試薬を併用した高精度キラルメタボロミクスの開発2017

    • Author(s)
      高山 卓大、轟木 堅一郎、水野 初、閔 俊哲、豊岡 利正
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城)
    • Year and Date
      2017-03-24
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  • [Presentation] 12C/13Cキラル誘導体化を併用した高精度キラルメタボロミクスの開発2017

    • Author(s)
      高山卓大,轟木堅一郎,水野初,閔俊哲,豊岡利正
    • Organizer
      日本薬学会第137年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 安定同位体標識誘導体化を利用したLC-HR/MSによる官能基特異的高精度キラルメタボロミクスの開発2017

    • Author(s)
      高山卓大,閔秀哲,水野初,轟木堅一郎,豊岡利正
    • Organizer
      第65回質量分析総合討論会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 誘導体化法によるアミノ酸の光学異性体一斉分離法の開発2017

    • Author(s)
      高山卓大,栁澤拓摩,水野初,豊岡利正
    • Organizer
      第24回クロマトグラフィーシンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 高精度キラルメタボロミクスの開発とアルツハイマー患者分析への応用2017

    • Author(s)
      高山卓大
    • Organizer
      日本医用マススペクトル学会西日本支部会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 安定同位体誘導体化を基盤とする高精度キラルメタボロミクスの開発とアルツハイマー病患者 CSF 解析2017

    • Author(s)
      高山卓大,水野初,豊岡利正,井之上浩一,赤津裕康,轟木堅一郎
    • Organizer
      第30回バイオメディカル分析科学シンポジウム
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] LC-HR/MSによるアルツハイマー病患者脳脊髄液のキラルメタボロミクス2017

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      高山卓大,水野初,井之上浩一,赤津裕康,豊岡利正,轟木堅一郎
    • Organizer
      第42回日本医用マススペクトル学会年会
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] キラルメタボロミクス:アルツハイマー病患者 CSF における新規キラルバイオマーカー候補の分離分析法開発2017

    • Author(s)
      高山卓大,水野初,豊岡利正,赤津裕康,井之上浩一,轟木堅一郎
    • Organizer
      第28回クロマトグラフィー科学会議
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      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 安定同位体試薬を併用する高精度キラルメタボロミクスの開発2016

    • Author(s)
      高山 卓大、水野 初、轟木 堅一郎、閔 俊哲、豊岡 利正
    • Organizer
      日本分析化学会第65年会
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道)
    • Year and Date
      2016-09-14
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Chiral metabolomics research: Development of high accuracy method using isotope coded derivatization reagent2016

    • Author(s)
      Takahiro Takayama, Hajime Mizuno, Kenichiro Todoroki, Jun Zhe Min, Toshimasa Toyo'oka
    • Organizer
      RSC Tokyo International Conference2016
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉)
    • Year and Date
      2016-09-08
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 誘導体化LC-MS/MS測定法による高精度キラルメタボロミクスの開発と生体試料分析への応用2016

    • Author(s)
      高山 卓大、水野 初、轟木 堅一郎、閔 俊哲、豊岡 利正
    • Organizer
      第29回バイオメディカル分析科学会
    • Place of Presentation
      京都大学(京都)
    • Year and Date
      2016-09-02
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 光学活性誘導体化LC-MS/MS法によるアミノ基特異的キラルメタボロミクスの開発2016

    • Author(s)
      高山 卓大、轟木 堅一郎、閔 俊哲、水野 初、豊岡 利正
    • Organizer
      新アミノ酸分析研究会第6回学術講演会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京)
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      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 静岡県立大学薬学部 生体機能分子分析学分野ホームページ

    • URL

      http://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/analchem/

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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