Metabolomics analysis of plasma and exosomes for frailty biomarkers

• Project/Area Number: 22K07470
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 横山 世理奈 大阪大学, 大学院医学系研究科, 招へい教員 (50888617)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山本 浩一 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (00528424) ; 中神 啓徳 大阪大学, 大学院医学系研究科, 寄附講座教授 (20325369) ; 鷹見 洋一 大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (90621756)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: フレイル / バイオマーカー / メタボロミクス解析 / エクソソーム

Outline of Research at the Start

当科に外来通院中及び入院中の65 歳以上の高齢者のフレイル、非フレイルの患者における血漿及びそれに含まれるエクソソームを用いて、各々、メタボローム解析を行うことによりフレイルと関連する代謝産物を同定、既報告との比較、病態の考察を行う。pathway解析にて特定の臓器との関連を認める場合は、それら由来のエクソソームにおけるフレイル関連代謝産物の動向も検討する。更に運動及び栄養指導の介入を行い、フレイル指標の介入前後の変化とフレイルとの相関を認めた血漿及びエクソソーム中の代謝産物の変化との関連を検討することで治療介入の効果を評価し得るバイオマーカーについても探索し、フレイル病態の更なる考察を行う。

Outline of Annual Research Achievements

大阪大学医学部付属病院　老年・高血圧内科の65歳以上の男女で、外来通院中及び入院中の患者で、本人もしくは代諾者から研究参加への同意を得られた者より、申請書に記載したエントリー基準を満たす患者より血液検体を採取している。除外基準は①本人もしくは代諾者から研究参加への同意を得られなかった者、②寝たきりの者、③腎機能障害（血清クレアチニン≧2.0mg/dL）、肝障害（AST及びALT≧50U/L）を認める者、⑤悪性腫瘍を有する者、⑥余命が1ヵ月以内と推定できる者と設定している。血液検体は一般採血（血算、生化学）以外は、メタボロミクス解析、エクソソームの解析に供するためのものとして処理し、-80℃に保存している。検体の採取にあたっては、12時間以上絶食後の朝に採血し、EDTAの入った採血管を用いて、血漿を遠心分離し、内部標準物質入りの-40℃メタノールに加え、攪拌し、その後、限外濾過フィルターへ移し、遠心し、真空蒸着を行った。検体は-80℃保存している。血漿からのエクソソームの抽出に際しては、qEV35（メイワフォーシス）を用いたsize exclusion chromatographyにより行った。また、エクソソームの一部はフレイルの関連する臓器特異的表面マーカー（神経であればL1CAM、筋肉であればα-sarcoglycan）による分離に供するために懸濁液にて-80℃で保存している。 研究対象患者のフレイル指標や臨床指標は厳重なセキュリティー・ポリシーの下、管理している。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

現状での研究対象患者のエントリーはフレイル、非フレイルはともに増えつつあるが、メタボロミクス解析には至っていないため。

Strategy for Future Research Activity

更に、研究対象患者のエントリーを進め、一定数のフレイル及び非フレイル患者の検体が揃えば、フレイル関連のメタボロミクス解析を行いたいと考えているが、エクソソーム中の代謝産物の網羅的な解析は困難な可能性もある。
その際には、ある程度、ターゲットとする代謝産物を絞って解析する必要がある。