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Identification of novel carbohydrate tumor markers using serum glycomics and development of a diagnostic system using multiple tumor markers

Research Project

Project/Area Number 21K07409
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 InstitutionOsaka International Cancer Institute

Principal Investigator

Tanaka-Okamoto Miki  地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 糖鎖オンコロジー部 主任研究員 (20332455)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 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 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords腫瘍マーカー / 糖鎖 / HPLC / 質量分析 / MS
Outline of Research at the Start

腫瘍マーカー測定は抗体を用いた免疫反応を利用した定量方法が一般的であるが、一抗原に対し一測定が必要で、多項目同時測定はできない。これまでのがん患者血清を用いた腫瘍マーカー探索で、新規腫瘍マーカー候補を20種類以上同定した。その血清レベルを測定した結果、がん患者ごとに高値を示す糖鎖構造が大きく異なることを示し、正確ながん診断には複数マーカーによる多項目測定が必要であることがわかった。そこで本研究では、がん患者の血清糖鎖構造の変化を質量分析により高精度・高感度に検出し、複数マーカーの同時測定により確実ながん診断システムの開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

For identification of novel carbohydrate tumor markers, we searched for cancer patient-specific glycan structures by comparing the serum O-glycan profiles of cancer patients with those of healthy individuals. We focused on extended O-glycans instead of short O-glycans, which have been reported so far, and optimized the detection method for them. The serum levels of glycan structures found using the established method were high in some patient specimens, but not in all cancer patients. These results indicate that each individual specimen has a different glycan structure that can be used as a tumor marker. To detect cancer diagnostic markers that differ from patient to patient, mass spectrometry is an effective method that enables simultaneous multi-parameter diagnostic measurements. We also investigated the measurement method.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

糖鎖腫瘍マーカーはがん検診あるいは治療後のモニターとして利用されているが、全てのがん患者に有効ではない。がん患者の糖鎖構造は、糖鎖合成不全により短いO型糖鎖が増加すると報告されてきた。これらは糖転移酵素の活性によるものであり、本研究で示した伸長構造を合成することもある。個々のがん検体で腫瘍マーカーとなり得る糖鎖構造は異なるため、より多くの腫瘍マーカー候補となる糖鎖構造の組み合わせにより、より多くのがん検出が可能となる。多項目同時測定が可能な質量分析によるがん診断は、これまで検出できなかったがん患者の検出が期待できる。

Report

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

    (10 results)

All 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Increased levels of acidic free-N-glycans, including multi-antennary and fucosylated structures, in the urine of cancer patients2022

    • Author(s)
      Hanzawa Ken、Tanaka-Okamoto Miki、Murakami Hiroko、Suzuki Noriko、Mukai Mikio、Takahashi Hidenori、Omori Takeshi、Ikezawa Kenji、Ohkawa Kazuyoshi、Ohue Masayuki、Natsuka Shunji、Miyamoto Yasuhide
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 4 Pages: e0266927-e0266927

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0266927

    • Related Report
      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of β1-3 galactosylglucose-core free-glycans in human urine2022

    • Author(s)
      Tanaka-Okamoto Miki、Hanzawa Ken、Murakami Hiroko、Mukai Mikio、Miyamoto Yasuhide
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry

      Volume: 641 Pages: 114427-114427

    • DOI

      10.1016/j.ab.2021.114427

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Occurrence of a d-arabinose-containing complex-type free-N-glycan in the urine of cancer patients2022

    • Author(s)
      Tanaka-Okamoto Miki、Hanzawa Ken、Murakami Hiroko、Mukai Mikio、Takahashi Hidenori、Omori Takeshi、Ikezawa Kenji、Ohkawa Kazuyoshi、Ohue Masayuki、Miyamoto Yasuhide
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 4889-4889

    • DOI

      10.1038/s41598-022-08790-0

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] がん患者尿中におけるD-arabinose付加遊離N型糖鎖の同定2022

    • Author(s)
      岡本三紀、半澤健、村上博子、谷口直之、宮本泰豪
    • Organizer
      第41回 日本糖質学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Sialylated free-glycans in urine and their alterations in cancer2022

    • Author(s)
      Ken Hanzawa, Miki Tanaka-Okamoto, Hiroko Murakami, Yasuhide Miyamoto
    • Organizer
      国際シアロ糖鎖科学会議2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 尿中遊離糖鎖の検出と疾患マーカーとしての可能性2022

    • Author(s)
      半澤健、岡本三紀、村上博子、中嶋和紀、宮本泰豪
    • Organizer
      第47回日本医用マススペクトル学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 尿中酸性遊離糖鎖とそのがん患者における変化の解析2022

    • Author(s)
      半澤健、岡本三紀、村上博子、宮本泰豪
    • Organizer
      第95回日本生化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] がん患者における尿中遊離糖鎖の変化の解析2021

    • Author(s)
      半澤健、岡本三紀、村上博子、宮本泰豪
    • Organizer
      第40回日本糖質学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 尿中の酸性遊離糖と癌におけるそれらの変化の検討2021

    • Author(s)
      宮本泰豪、半澤健、岡本三紀、向井幹夫、高橋秀典、大森 健、池澤賢治、大川和良、大植雅之
    • Organizer
      第81回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 新規逆相スケールによる高速液体クロマトグラフィー溶出時間標準化法2022

    • Inventor(s)
      宮本泰豪、半澤健、岡本三紀、長束俊治、木下崇司
    • Industrial Property Rights Holder
      宮本泰豪、半澤健、岡本三紀、長束俊治、木下崇司
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

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

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