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Non-invasive metabolomics analysis study for children with disabilities

Research Project

Project/Area Number 21K11219
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionIbaraki Prefectural University of Health Science

Principal Investigator

中村 勇  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 講師 (20549505)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中山 智博  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 准教授 (70307528)
岩崎 信明  茨城県立医療大学, 保健医療学部, 教授 (70251006)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
KeywordsGC-MS/MS / GC-MS / エネルギー代謝 / 有機酸代謝 / 尿 / 混合唾液 / 尿中有機酸分析 / 誘導体化 / メタボロミクス / 質量分析 / GC/MS / 非侵襲的方法 / 小児 / 先天代謝異常 / メタボローム解析
Outline of Research at the Start

医療的ケアを必要としている重症心身障害児や集中治療中の小児では,生活における身体的負担が大きく体調の影響を受けやすいため,僅かなバイタルサインの変化にも細かい管理を要する.一方で,体内代謝産物の同化作用と異化作用を詳細に検討する手段は限定的である.このため個々の効果的な栄養管理や運動処方について検討する際には,より簡易な分析方法が求められる.
日常生活における疲労や消耗状態を客観的に評価するためとはいえ,頻回に血液採取することは痛みを伴うため,医療を受ける際のストレスを考慮すると望ましくない.より非侵襲的で心理的身体的苦痛を伴わない検体採取と解析方法が必要である.今回はその検査手法の開発を行う.

Outline of Annual Research Achievements

マウスを用いた基礎的な研究としては前頭前野、海馬、側坐核、線条体等の脳組織ごとの代謝物、または肝臓代謝物の網羅解析測定を行った。脳組織については国際的に標準化されたメソットが無く試行錯誤している。今回の研究では死後プロセスが脳のアミノ酸やエネルギー代謝を含む代謝経路に大きな影響を与えていることが示唆された。心理社会的ストレス暴露後の脆弱性を示したマウス個体は肝臓代謝物についても一部の代謝系が変化していること等が示唆された。
臨床的な研究については、運動カテゴリーごとの変化を、ヒト混合唾液と尿検体について、それぞれ収集し始めている。混合唾液は口腔内微生物の影響があると考えられるため保存方法や前処理方法・データの解釈等について課題があるかもしれない。また成分分析する中で安定同位体(13C, 2H )を含む代謝物ピークが観察されることも多いため、この扱いについて学会発表にて意見を収集したが、未だこの点については分からないことが多い。
疾患の検体協力については、脳性まひ、先天性心疾患、知的障害、発達障害、先天代謝異常をもつ児のデータが、それぞれ少しずつ得られている。少子化などの社会的背景からデータ協力者は少ないだろうと予想していたが、年々、ご協力が頂ける検体が増えており、今後も幅広い年齢層のデータが揃うよう対応していければと期待している。
精度管理としては外部品質保証としてERNDIMの認証を2021年度より継続的に得ている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ヒト尿の検体データは継続して蓄積しており、乳幼児検体や付属病院での検体も来年度に向けて増加予定である。

Strategy for Future Research Activity

乳幼児と疾患をもつ児の生活中の検体データの蓄積を継続する。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021

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

  • [Journal Article] Differential Effect of Non-Purified and Semi-Purified Standard Diets on Kynurenine and Peripheral Metabolites in Male C57BL/6J Mice2022

    • Author(s)
      Yajima Yuhei、Okuno Alato、Nakamura Isamu、Miyazaki Teruo、Honda Akira、Toyoda Atsushi
    • Journal Title

      International Journal of Tryptophan Research

      Volume: 15 Pages: 1-9

    • DOI

      10.1177/11786469211066285

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] マウス脳のメタボローム解析用前処理法の検討2023

    • Author(s)
      廣瀬 恵太郎, 谷島 優平, 中村 勇, 豊田 淳
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 唾液中有機酸分析におけるいくつかの同位体代謝物について2023

    • Author(s)
      中村 勇, 岩本 浩二, 佐藤 瑞穂, 阿部 尚美, 深谷 雅博, 中山 智博
    • Organizer
      第48回日本医用マススペクトル学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 心理社会的ストレスモデルマウスにおける肝臓代謝物の網羅解析2023

    • Author(s)
      谷島 優平, 中村 勇, 川瀬 貴博, 塚原 隆充, 高橋 阿貴, 豊田 淳
    • Organizer
      日本畜産学会大会第131回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 社会的敗北ストレスモデルマウスの糞便、血漿からストレスバイオマーカー探索の試み2022

    • Author(s)
      谷島 優平、中村 勇、川瀬 貴博、塚原 隆充、豊田 淳
    • Organizer
      NEURO2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 実験動物用飼料がマウス脳のキヌレニン濃度におよぼす影響2021

    • Author(s)
      谷島 優平, 奥野海良人, 中村 勇, 宮崎照雄, 本多彰, 豊田 淳
    • Organizer
      日本畜産学会第129回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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