複数の疾患で量的変動を示す生体内ペプチド：その病態生理学的意義

• Project/Area Number: 22K07455
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 柳田 光昭 順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (80365569)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 圭吾 順天堂大学, 医学部, 准教授 (40465068)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 生体内ペプチド / 疾患バイオマーカー / プロセシング

Outline of Research at the Start

近年、生体内ペプチドは疾患診断マーカーとして注目されている。しかし、それ単独での疾患診断に適さないことが多く、申請者らが着目した7種類の生体内ペプチドもさまざまな疾患で量的変動を示す。本研究では、生体内ペプチドの生成メカニズムとして、ペプチドの由来する元のタンパク質の発現量変化と、タンパク質からの生成反応変動の関与を調べる。生体内ペプチドが疾患に応じて変動する事象を生化学的に解明することを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

近年、生体内ペプチドを疾患の診断マーカーに応用する探索研究が増えているが、多くの場合はそれ単独での疾患診断には適さない。我々が着目している7種類の生体内ペプチドもさまざまな疾患で量的変動を示しているが、その変動メカニズムは明らかではない。生体内ペプチドはタンパク質からのプロテアーゼによる機能的な切断（プロセシング）や特異的あるいは非特異的な分解により生成するとされているが、本研究では7種類の生体内ペプチドの生成メカニズムが、（１）ペプチドの由来する元のタンパク質発現量の増加、（２）切断・分解による生成反応の亢進、のどちらによるものかを明らかにする。疾患を越えて共通に変動する生体内ペプチドの生成メカニズムを調べることは、機能未知の生体内ペプチドを生化学的に意味付け、診断マーカーペプチドとしての臨床的有用性につながると考える。
2022年度までに関節リウマチ（RA）患者の生物学的製剤による治療前後の血清で、我々の確立したLC-MRM/MS法により7種類の生体内ペプチドを一斉測定し、疾患との関連を調べた。
2023年度は7種類のペプチドが由来する5種類のタンパク質の血清中濃度についてELISA法で測定し、ペプチド濃度との関連を調べた。
その結果、1種類のペプチドの濃度は元のタンパク質の血清中濃度と相関があった。しかし、他のペプチドについては特定の状況でのみ元のタンパク質の血清中濃度と相関を示すものがあったものの、全体として相関が弱かった。したがって、生体内ペプチドの濃度はその種類により、（１）ペプチドの由来する元のタンパク質発現量の増加に依存するものがある一方で（２）切断・分解による生成反応の亢進など、別の要因で量が増えるものがあることがわかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

7種類の生体内ペプチドが由来する5種類のタンパク質について、当初の計画通り、2023年度にELISA法でのタンパク質定量を行った。

Strategy for Future Research Activity

これまでに生体内ペプチドの濃度には元のタンパク質の量的影響を受ける場合と別の要因のある場合とがあることがわかった。
今後、元のタンパク質の量的影響以外の生成要因を調べるため、各血清検体で生体内ペプチド濃度とプロテオーム解析データを比較し、量的相関を示すタンパク質群を抽出する。プロテオームデータで有意な相関が認められるタンパク質について、その濃度をより正確にELISA等で測定して確認する。有意な相関が認められたタンパク質の機能から、ペプチド生成との関連を考察する。