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Metabolomics of biomolecules in serum from individuals with at-risk mental state and first-episode psychosis: discovery of reliable marker to develop psychosis

Research Project

Project/Area Number 21K07399
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52010:General internal medicine-related
Research InstitutionToho 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, 客員准教授 (00459778)
田形 弘実  東邦大学, 医学部, 助教 (50888542)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
KeywordsAt-risk mental state / LC-MS/MS / 乳酸 / 有機酸 / プレカラム誘導体化試薬 / 精神病発症危険状態 / ARMS / 精神病発症危険状態(ARMS) / メタボロミクス / 高分解能質量分析計
Outline of Research at the Start

本研究では精神病発症危険状態(ARMS)と初発発症した患者で濃度が異なる血清分子を調べることで、発症予測マーカー分子を探索する。本研究の概要は 次に記す①~③である。①発症予測に役立つ診断方法の創出 ⇒ 発症の危険が高いARMS患者に対してのみ、ARMS段階から早期治療介入を可能とする。②発症に関わる分子の濃度変動を特定することで、統合失調症の発症に関わる新たな生合成・代謝経路を明らかにでき、統合失調症の発症を防ぐ創薬研究に結びつくことも期待される。③将来的に職場の健康診断(血液検査)で統合失調症発症リスクが分かり、早期治療に役立つ。

Outline of Final Research Achievements

Early intervention to subjects with at-risk mental state (ARMS) is effective for preventing the etiology of serious psychiatric diseases, however, there have been a few reports on biochemical or clinically chemical studies such as changes of biomolecules levels in ARMS subjects.
In the present study, several organic acids having one or two carboxyl groups in human serum were derivatized with a newly designed and synthesized pre-column reagent, CIM-C2-NH2, and subsequent quantitative analysis by LC-MS/MS. As a consequence, serum L-lactate levels in ARMS subjects were significantly decreased than those in healthy subjects, suggesting that some disorder of glycolytic pathway may occur in ARMS.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

精神科医療の現場では、患者の血圧測定や血液中グルコース濃度のように、数値で示される客観的な疾患診断マーカーとなりうるものがない。本研究では精神病を発症するかもしれない発症危険状態(ARMS)に着目した。
ARMSの血清を、当研究室で開発したオリジナル分析法で調べた結果、ARMS血清ではL-乳酸とグルコースの比(L-乳酸/グルコース)が健常人の方よりも著しく低かったので、ARMSは、精神病の発症前であるが、すでに解糖系に異常がある可能性が見いだされた。本研究で得られた結果を基にして、精神病の発症予防や早期治療に繋がる研究が今後、展開され、精神科医療に役立っていくと期待される。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Analyzing Citramalic Acid Enantiomers in Apples and Commercial Fruit Juice by Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry with Pre-Column Derivatization2023

    • Author(s)
      Umino Maho、Onozato Mayu、Sakamoto Tatsuya、Koishi Mikoto、Fukushima Takeshi
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 28 Issue: 4 Pages: 1556-1556

    • DOI

      10.3390/molecules28041556

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Determination of D- and L-Amino Acids in Garlic Foodstuffs by Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry2023

    • Author(s)
      Onozato Mayu、Nakanoue Haruna、Sakamoto Tatsuya、Umino Maho、Fukushima Takeshi
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 28 Issue: 4 Pages: 1773-1773

    • DOI

      10.3390/molecules28041773

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Preparation of imidazolidinone compounds as derivatization reagent for diastereomerization and chromatographic separation of chiral organic acids2022

    • Author(s)
      Umino Maho、Sakamoto Tatsuya、Onozato Mayu、Fukushima Takeshi
    • Journal Title

      Journal of Chromatography A

      Volume: 1675 Pages: 463159-463159

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2022.463159

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preparation of imidazolidinone compounds as coupling reagent for diastereomerization and chromatographic separation of chiral organic acids2022

    • Author(s)
      Maho Umino; Tatsuya Sakamoto; Mayu Onozato; Takeshi Fukushima
    • Journal Title

      Journal of Chromatography A

      Volume: -

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] キラルイミダゾリジノン環を有するLC-MS/MS用カルボン酸誘導体試薬によるヒト血清中有機酸の分析2023

    • Author(s)
      海野 真帆,坂本 達弥,小野里 磨優,福島 健
    • Organizer
      第67回 日本薬学会関東支部大会(東京)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] プレカラムキラル誘導体化試薬を用いた液体クロマトグラフィー-タンデム質量分析によるニンニク製品中のD-およびL-アミノ酸分析2023

    • Author(s)
      小野里 磨優,中野上 晴菜,坂本 達弥,海野 真帆,福島 健
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] キラルイミダゾリジノン環を有するLC-MS/MS用カルボン酸誘導体化試薬によるリンゴ中シトラマル酸の定量2023

    • Author(s)
      海野 真帆,坂本 達弥,小野里 磨優,小石 海琴,福島 健
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] LC-MS/MS用カルボン酸誘導体化試薬を用いた飲料中シトラマル酸の定量2023

    • Author(s)
      小石 海琴、海野 真帆、小野里 磨優、坂本 達弥、福島 健
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] キラルイミダゾリジノン環を有する LC-MS/MS 用カルボン酸誘導体化試薬による飲料中有機酸の分析2022

    • Author(s)
      海野真帆、坂本達弥、小野里磨優、福島 健
    • Organizer
      第66回日本薬学会関東支部大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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