赤血球による細菌防御機構の解明ー新生児赤血球のプロテオミクス解析

• Project/Area Number: 19K09350
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 55050:Anesthesiology-related
• Research Institution: Kansai Medical University (2020); Mie University (2019)
• Principal Investigator: 亀井 政孝 関西医科大学, 医学部, 研究医員 (60443503)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
• Keywords: 赤血球 / 新生児 / 感染症 / 感染防御 / プロテオミクス解析 / 敗血症 / 胎児赤血球 / プロテオミクス

Outline of Research at the Start

敗血症の新たな治療戦略開発を目指し、胎児の赤血球機能に着目する。赤血球は酸素運搬分子としてしか考えられていなかったが、2018年に赤血球上の膜タンパクを介して免疫反応を制御していることが示唆されている。敗血症の致死率は成人では高い（20-30%）のに対し、新生児では低い（10-15%）ことが知られている（Vincent, Crit care Med 2002; Yaguchi, J Thromb Haemost 2004）。免疫機能の発達していない新生児の敗血症耐性メカニズムについて、胎児赤血球に鍵となる分子機構が備わっていると仮説を立て、本研究を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は「新生児赤血球の細菌感染防御機能の分子メカニズムを明らかにし、あらたな予防・治療方法の端緒を見出すことができるか？」という学術的な問いに対し、新生児赤血球プロテオーム情報に基づく標的分子の網羅的探索を実施し、バイオインフォマティクスを駆使し多角的に検討することである。敗血症の致死率は成人(20-30%)と比較し、新生児では低い(10-15%)ことが知られている。申請代表者（亀井）は、新生児は胎児期の母体間との複雑な免疫寛容・応答システムを引き継いでいると予想されることから、単純に自然免疫機構が未熟なために敗血症致死率が低いわけではないと考えている。定量的比較プロテオミクスの強力なツールであるiTRAQ法を用い世界初の新生児赤血球プロテオミクス解析を実施し、成人赤血球の結果と比較することで、新生児に特徴的な赤血球タンパク候補を明らかにすることを試みる。本年度は、iTRAQ法による新生児赤血球のオミックス解析方法を確立することを目指した。プロテオミクス解析は出生後4～5日後に行われる代謝異常スクリーニングであるガスリー検査で得られる血液を臨床検体とする。まず、成人赤血球によるオミックス解析を実施した。プロテオミクス解析は元々定性的なものとして開発され、定量性がその弱点であった。本研究で用いるiTRAQ法は質量が同じで異なる蛍光を持つペプチド標識によって、質量分析に定量性を持たせる最新のプロテオミクス手法である。しかし、同一対象からの成人赤血球においても、安定的に常に一定の結果を得ることが困難であることが判明した。これは、赤血球の全血検体からの分離操作により、成人赤血球の膜蛋白が影響を受けたものと思われた。本年度は、安定的な分離操作を確立することができず、次年度に持ち越しとなった。