Analyses of metabolites in serum of individuals with ARMS and the development of the novel analytical method for diagnosis of ARMS.

• Project/Area Number: 16K08944
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Laboratory medicine
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: FUKUSHIMA Takeshi 東邦大学, 薬学部, 教授 (00272485)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 辻野 尚久 東邦大学, 医学部, 講師 (00459778)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2019: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 精神病発症危険状態 / ARMS / 統合失調症 / L-乳酸 / ホモシステイン / メチオニン / D-セリン / グルタチオン / 精神病発症危険状態（ARMS） / HPLC / LC-MS / ヒト血清

Outline of Final Research Achievements

Individuals with at-risk mental state (ARMS) had higher serum glucose levels, while ARMS had significantly lower serum L-lactate levels than did controls. A negative correlation was revealed between serum L-lactate levels and Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS) negative symptoms scores in ARMS, suggesting an involvement of reduced serum L-lactate levels in the negative symptoms. Serum Met levels were decreased, while Hcy levels were increased in first-episode psychosis (FEP) group. A significant decrease in the Met to Hcy ratio (Met/Hcy) was observed in the FEP group compared to both control and ARMS groups, and was correlated with PANSS positive scores. Taken together, the serum Met/Hcy ratio may be a risk factor for developing psychosis during the transition from ARMS to FEP. Other than these, reduction of D-Ser, glutathione, and unsaturated fatty acids levels were found in ARMS.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

統合失調症（SCZ）患者の治療において、発症後の早期に治療に取り組むことが良好な予後、つまり社会復帰に繋がることが精神科医療で認識されつつある。SCZを発症する前段階の患者を対象とした生体内物質の研究はほとんどなかったが、本研究で発症前患者（ARMS）の血清中の物質に着目し、その濃度を健常者と比較解析した。その結果、ARMSの段階で、既にSCZ発症患者と同様な変動を示す物質が複数発見された。この結果より、精神状態がひどくなる前から生体内物質が変化していると考えられた。また、ARMSとSCZ患者では濃度が異なる物質も発見されたので、この物質の生成経路の異常がSCZ発症に関係することも推測された。

Research Products

• [Journal Article] Serum D‐ and L‐lactate, pyruvate and glucose levels in individuals with at‐risk mental state and correlations with clinical symptoms (2020)
  • Author(s): Onozato Mayu、Umino Maho、Shoji Ayako、Ichiba Hideaki、Tsujino Naohisa、Funatogawa Tomoyuki、Tagata Hiromi、Nemoto Takahiro、Mizuno Masafumi、Fukushima Takeshi
  • Journal Title: Early Intervention in Psychiatry Volume: - Issue: 4 Pages: 410-417
  • DOI: 10.1111/eip.12866
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Alterations in methionine to homocysteine ratio in individuals with first-episode psychosis and those with at-risk mental state. (2020)
  • Author(s): Onozato M, Uta A, Magarida A, Fukuoka N, Ichiba H, Tsujino N, Funatogawa T, Tagata H, Nemoto T, Mizuno M, Fukushima T
  • Journal Title: Clin Biochem. Volume: 77 Pages: 48-53
  • DOI: 10.1016/j.clinbiochem.2019.12.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analyses of N-methyl-D-aspartate receptor-related metabolites in the serum of antipsychotic-naive individuals with at-risk mental state (2020)
  • Author(s): Hiromi Tagata, Naohisa Tsujino, Mayu Onozato, Takahiro Nemoto, Takeshi Fukushima, Masafumi Mizuno
  • Journal Title: Toho Journal of Medicine Volume: -
  • NAID: 120006884018
• [Presentation] 初回エピソード精神病及び精神病発症危険状態におけるHcy-Met代謝の変動 (2020)
  • Author(s): 小野里 磨優、雅樂 晏里沙、曲田 彩夏、福岡 尚実、一場 秀章、辻野 尚久、田形 弘実、舩渡川 智之、根本 隆洋、水野 雅文、福島 健
  • Organizer: 第140回 日本薬学会年会
• [Presentation] 抗精神病薬未服薬の早期精神病における血清中グルタミン酸代謝物の解析 (2019)
  • Author(s): 田形 弘実, 辻野 尚久, 小野里 磨優, 舩渡川 智之, 山口 大樹, 片桐 直之, 根本 隆洋, 福島 健, 水野 雅文
  • Organizer: 第29回日本臨床精神神経薬理学会
• [Presentation] Serum D- and L-lactate, pyruvate, and glucose levels in individuals with at-risk mental state and correlations with clinical symptoms. (2019)
  • Author(s): Onozato M, Umino M, Shoji A, Ichiba H, Tsujino N, Funatogawa T, Tagata H, Nemoto T, Mizuno M, Fukushima T
  • Organizer: The 11th Joint Seminar on Biomedical Sciences
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 精神病発症危険状態（ARMS）における血清中グルコース代謝物濃度の比較解析 (2018)
  • Author(s): 海野 真帆, 小野里 磨優, 辻野 尚久, 田形 弘実, 一場 秀章, 舩渡川 智之, 根本 隆洋, 福島 健, 水野 雅文
  • Organizer: 第139回 日本薬学会年会
• [Presentation] 精神病発症危険状態（ARMS）における血清中グルコース代謝物濃度の比較解析 (2018)
  • Author(s): 小野里 磨優, 辻野 尚久,田形 弘実, 海野 真帆, 一場 秀章, 舩渡川 智之, 根本 隆洋, 福島 健, 水野 雅文
  • Organizer: 第15回 東邦大学5学部合同学術集会
• [Presentation] 精神病発症危険状態（ARMS）における血清中グルコース代謝物濃度の比較解析 (2018)
  • Author(s): 小野里 磨優、海野 真帆、一場 秀章、福島 健、辻野 尚久, 舩渡川 智之, 田形 弘実, 根本 隆洋, 水野 雅文
  • Organizer: 第48回 日本神経精神薬理学会
• [Presentation] Analyses of NMDA-receptor Co-agonists in Serum among Individuals with At-risk Mental State for Psychosis. (2018)
  • Author(s): Hiromi Tagata, Naohisa Tsujino, Mayu Onozato, Naoyuki Katagiri, Taiju Yamaguchi, Takahiro Nemoto, Takeshi Fukushima, Masafumi Mizuno
  • Organizer: 11th International Conference on Early Intervention in Mental Health (IEPA11)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 精神病発症危険状態（ARMS）における血清中代謝物濃度の比較解析 (2018)
  • Author(s): 小野里磨優, 辻野尚久, 雅樂晏里沙, 岡西佑紀奈, 奥村郁実, 小沼利穂, 小畑香菜, 庄司礼子, 田形弘実, 舩渡川智之, 山口大樹, 片桐直之, 坂本達弥, 一場秀章, 根本隆洋, 水野雅文, 福島 健
  • Organizer: 第14回東邦大学5学部合同学術集会
• [Presentation] 精神病発症危険状態（ARMS）における血清中代謝物濃度の比較解析 (2018)
  • Author(s): 小野里 磨優, 辻野 尚久, 雅樂 晏里沙, 岡西 佑紀奈, 奥村 郁実, 小沼 利穂, 小畑 香菜, 庄司 礼子, 田形 弘実, 舩渡川 智之, 山口 大樹, 片桐 直之, 坂本 達弥, 一場 秀章, 根本 隆洋, 水野 雅文, 福島 健
  • Organizer: 第138回日本薬学会年会
• [Presentation] ARMS 患者，健常人血清中 L-Trp 及びその代謝物の濃度比較解析 (2017)
  • Author(s): 小山田 紘子, 内藤 瑛子, 高橋 周平, 鈴木 祥, 福本 実理, 小野里 磨優, 一場秀章, 福島 健, 辻野 尚久, 船渡川 智之, 田形 弘実, 根本 隆洋, 水野 雅文
  • Organizer: 日本薬学会第137年会
  • Place of Presentation: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • Year and Date: 2017-03-25
• [Presentation] 精神病発症危険状態（ARMS）における血清中低分子濃度解析 (2017)
  • Author(s): 辻野 尚久，福島 健，片桐 直之，山口 大樹，飯塚 英昭，小野里磨優，一場 秀章，根本 隆洋，水野雅文
  • Organizer: 第13回 東邦大学4学部合同学術集会
  • Place of Presentation: 東邦大学健康科学部棟（千葉県・船橋市）
  • Year and Date: 2017-03-11
• [Presentation] 精神病発症危険状態（ARMS）における血清中代謝物濃度の比較解析 (2017)
  • Author(s): 小野里 磨優，小山田 紘子，一場 秀章，福島 健，辻野 尚久，舩渡川 智之，田形 弘実，根本 隆洋，水野 雅文
  • Organizer: 第47回 日本神経精神薬理学会
• [Presentation] 精神病発症危険状態（ARMS）における末梢血グルタミン酸代謝物の解析 (2017)
  • Author(s): 田形 弘実, 辻野 尚久, 小野里 磨優, 舩渡川 智之, 山口 大樹, 片桐 直之, 根本 隆洋, 福島 健, 水野 雅文
  • Organizer: 第21回 日本精神保健・予防学会学術集会
• [Presentation] Analyses of endogenous metabolites in serum from at-risk mental state subjects (2017)
  • Author(s): Ayako Shoji, Mayu Onozato, Hiroko Oyamada, Hideaki Ichiba,Takeshi Fukushima, Naohisa Tsujino, Tomoyuki Funatogawa, Hiromi Tagata, Takahiro Nemoto, Masafumi Mizuno
  • Organizer: 10th Joint Seminar on Biomedical Sciences
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Biomarkers during the schizophrenia onset using quantitative analyses of serum metabolites at risk mental state. (2016)
  • Author(s): Tsujino N, Fukushima T, Katagiri N, Yamaguchi T, Iizuka H, Onozato M, Ichiba H, Nemoto T, Mizuno M
  • Organizer: The 10th International Conference on Early Intervention in Mental Health (IEPA 10)
  • Place of Presentation: ミラノ （イタリア）
  • Year and Date: 2016-10-19
  • Int'l Joint Research