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Development of multidimensional chiral HPLC methods for metabolic related amino acids and search for early diagnostic markers for psychiatric and neurological disorders

Research Project

Project/Area Number 19K16343
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
Research InstitutionFukuoka University

Principal Investigator

Koga Reiko  福岡大学, 薬学部, 助教 (20804545)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsキラルアミノ酸 / 多次元HPLC / 代謝関連アミノ酸 / 分析化学 / 光学分割 / アミノ酸 / 多次元HPLC分析
Outline of Research at the Start

精神・神経疾患は早期治療により大幅な症状改善が見込まれる一方、バイオマーカーの欠如により早期診断は極めて困難とされている。近年、精神・神経疾患へのD-アミノ酸酸化酵素(DAO)の関与が報告され、DAO活性評価による客観的診断法の開発が期待されている。特に、食事や生活環境など外的要因による含量変化が少ない非タンパク質構成代謝関連アミノ酸は鋭敏な活性評価指標として利用できる可能性が高い。
本研究では、非タンパク質構成代謝関連アミノ酸の高選択的キラル分析を可能とする多次元HPLC分析法を開発し、疾患モデル動物及びヒト臨床検体を用いた尿中・血中含量解析により、精神・神経疾患の新規診断指標の探索を行う。

Outline of Final Research Achievements

The novel analytical methods for the enantioselective determination of metabolic-related amino acids were developed to search for early diagnostic biomarkers of psychiatric and neurological disorders, such as schizophrenia. The developed methods addressed the lack of selectivity in the analysis of biological samples by combining several different separation modes, and achieved precise quantification of trace amounts of metabolic-related D-amino acids in biological samples. Various metabolic-related D-amino acids were found in clinical samples and it was also revealed that the %D values of some amino acids in plasma and urine samples showed significant changes depending on the alteration of the activity of D-Amino acid oxidase (DAO), which is reported to be involved in the pathogenesis of psychiatric and neurological disorders.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

精神・神経疾患の多くは早期の診断と適切な治療の開始により症状の大幅な軽減が可能であるため、早期および客観的診断を可能とする指標の発見は人々のQOL向上につながる。統合失調症などの病態へのD-アミノ酸酸化酵素(DAO)の関与が報告され、その活性変化を反映し得る指標として代謝関連D-アミノ酸が注目を集めているが、分析法の欠如により研究が停滞していた。本研究の遂行により、種々の代謝関連アミノ酸のキラル識別分析が達成され、生体内におけるD体の存在が明らかとなった。また、一部のD-アミノ酸についてはDAOの活性変化に伴う有意な変化が認められ、今後疾患の診断指標としての利用に向けた更なる研究が期待される。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Three-dimensional high-performance liquid chromatographic determination of Asn, Ser, Ala, and Pro enantiomers in the plasma of patients with chronic kidney disease2019

    • Author(s)
      Aogu FURUSHO, Reiko KOGA, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Tomonori KIMURA, Kenji HAMASE
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 91 Issue: 18 Pages: 11569-11575

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b01615

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 三次元HPLCを用いるシトルリン・オルニチン鏡像異性体の体内分布およびD-アミノ酸酸化酵素欠損による含量変化解析2024

    • Author(s)
      古賀鈴依子, 守田衣織, 三田真史, 石井千晴, 浜瀬健司, 吉田秀幸, 能田 均
    • Organizer
      第31回クロマトグラフィーシンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Enantioselective Determination of Ornithine and Lysine in Human Physiological Fluids Using a Highly Selective Two-dimensional HPLC System Based on Intramolecular Excimer-forming Fluorescence Derivatization2023

    • Author(s)
      Reiko KOGA, Masashi MITA, Tomomi IDE, Hideyuki YOSHIDA, Hitoshi NOHTA, Kenji HAMASE
    • Organizer
      51st International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] チロシンおよびニトロチロシンを対象とする高選択的三次元キラルHPLC分析法の開発2023

    • Author(s)
      江頭美咲, 古賀鈴依子, 三田真史, 井手友美, 吉田秀幸, 能田 均, 浜瀬健司
    • Organizer
      第30回クロマトグラフィーシンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] アミノ酪酸構造異性体を対象とする三次元キラルHPLC分析法の開発とヒト尿中含量解析2023

    • Author(s)
      古賀鈴依子, 川添奈倫, 石井千晴, 三田真史, 井手友美, 吉田秀幸, 能田 均, 浜瀬健司
    • Organizer
      第17回D-アミノ酸学会学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高選択的三次元キラルHPLCを用いるアミノ酪酸構造異性体の生体内含量解析2023

    • Author(s)
      川添奈倫, 古賀鈴依子, 石井千晴, 三田真史, 井手友美, 吉田秀幸, 能田 均, 浜瀬健司
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元キラルHPLCを用いるリシンおよび代謝物のヒト血漿・尿中における含量解析2023

    • Author(s)
      松尾あかり, 古賀鈴依子, 三田真史, 井手友美, 吉田秀幸, 能田 均, 浜瀬健司
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 三次元HPLCを用いるシトルリンおよびオルニチンのキラル識別生体内含量解析2023

    • Author(s)
      守田衣織, 古賀鈴依子, 石井千晴, 三田真史, 吉田秀幸, 能田 均, 浜瀬健司
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] アミノ酪酸構造異性体を対象とする高選択的多次元キラル HPLC 分析法の開発2022

    • Author(s)
      上田潔奈, 古賀鈴依子, 川末慎葉, 坂口洋平, 三田真史, 井手友美, 吉田秀幸, 能田 均, 浜瀬健司
    • Organizer
      第 29 回クロマトグラフィーシンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 酸性アミノ酸およびN-メチル酸性アミノ酸鏡像異性体を対象とする高感度・高選択的一斉分析法の開発2022

    • Author(s)
      清水美優, 川末慎葉, 古賀鈴依子, 三田真史, 井手友美, 吉田秀幸, 能田 均, 浜瀬健司
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] フルオラスキラル誘導体化LC-MS法による高選択的アミノ酸分析2022

    • Author(s)
      宮里ちひろ, 中武樹, 川末慎葉, 古賀鈴依子, 秋田健行, 浜瀬健司, 吉田秀幸, 能田 均
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 多次元HPLCを用いる代謝関連D-アミノ酸の分布および含量制御機構の解析2021

    • Author(s)
      古賀鈴依子
    • Organizer
      第16回D-アミノ酸学会学術講演会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 三次元キラルHPLCを用いるリジンおよび代謝物の生体内含量解析2021

    • Author(s)
      古賀鈴依子,荒牧雄也,三田真史,井手友美,坂口洋平,吉田秀幸,能田 均,濱瀬健司
    • Organizer
      第33回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] タンパク質加水分解アミノ酸を対象としたフルオラスキラル誘導体化LC-MS分析2021

    • Author(s)
      中武樹, 坂口洋平, 古賀鈴依子, 吉田秀幸, 能田 均
    • Organizer
      第32回クロマトグラフィー科学会議
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Highly selective 2D-HPLC analysis of ornithine and lysine enantiomers in human physiological fluids based on intramolecular excimer-forming derivatization2021

    • Author(s)
      Reiko KOGA, Nao KIMURA, Yoshiki SUMI, Yohei SAKAGUCHI, Masashi MITA, Tomomi IDE, Kenji HAMASE, Hideyuki YOSHIDA, Hitoshi NOHTA
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二次元キラルHPLCを用いるカルノシンの高選択的分析法の開発2021

    • Author(s)
      守田羽吟,川末慎葉,古賀鈴依子,坂口洋平,三田真史,濱瀬健司,吉田秀幸,能田 均
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] エキシマー蛍光誘導体化を用いるリジンおよびオルニチンの高選択的二次元HPLC分析法開発と尿中含量解析2020

    • Author(s)
      古賀鈴依子, 木村奈生, 坂口洋平, 三田真史, 井手友美, 浜瀬健司, 吉田秀幸, 能田 均
    • Organizer
      第27回クロマトグラフィーシンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 多次元HPLCを用いる内在性微量キラルアミノ酸分析と医療応用2019

    • Author(s)
      古賀鈴依子,三田真史,吉田秀幸,能田 均,浜瀬健司
    • Organizer
      第79回分析化学討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Determination of urea-cycle-related amino acid enantiomers in human physiological fluids using a three-dimensional HPLC system2019

    • Author(s)
      Reiko KOGA, Haruka KAJIKI, Yohei SAKAGUCHI, Masashi MITA, Tomomi IDE, Hideyuki YOSHIDA, Hitoshi NOHTA, Kenji HAMASE
    • Organizer
      The 4th International Conference of D-Amino Acid Research
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of a three-dimensional HPLC system for the enantioselective determination of urea-cycle amino acids in mammalian urine2019

    • Author(s)
      Reiko KOGA, Yohei SAKAGUCHI, Masashi MITA, Tomomi IDE, Hideyuki YOSHIDA, Hitoshi NOHTA, Kenji HAMASE
    • Organizer
      49th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シトルリン及びオルニチンを対象とする三次元キラルHPLC分析法の開発とD-アミノ酸酸化酵素欠損に伴う尿中含量変化解析2019

    • Author(s)
      古賀鈴依子, 坂口洋平, 三田真史, 吉田秀幸, 能田 均, 浜瀬健司
    • Organizer
      第30回クロマトグラフィー科学会議
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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