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糖脂質に注目した機械学習による腎癌の病勢進行および薬効判定マーカーの確立

Research Project

Project/Area Number 24K12478
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56030:Urology-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

坂本 泉  東北大学, 医学系研究科, 助教 (20705305)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 友紀  東北大学, 大学病院, 助教 (60569648)
伊藤 明宏  東北大学, 医学系研究科, 教授 (70344661)
川崎 芳英  東北大学, 大学病院, 講師 (80722256)
Project Period (FY) 2024-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords進行腎癌 / 糖脂質 / DSGb5 / 腎細胞癌
Outline of Research at the Start

糖脂質disialosyl globopentaosylceramide (DSGb5) は腎癌細胞において、悪性度及び予後不良を示唆する化合物として見出された。しかし、単一構造を有するDSGb5の入手が困難なため定量的評価まで至っていない。本研究ではDSGb5を完全化学合成し、構造および濃度が明確なDSGb5を用いて分析系を立ち上げる。さらに、腎癌の病勢進行度における定量的糖鎖プロファイルを取得・解析し、データベースを構築する。このデータベースから機械学習を実施し、見出されたアルゴリズムからDSGb5が腎癌の進行度をより正確に評価できるマーカー化合物として機能するか判断する。

Outline of Annual Research Achievements

腎癌においては、糖脂質であるDSGb5の増加が、悪性度及び予後不良の要因とのデータをえているが、病勢進行度の、どの段階で相対的に増加しているのかは明らかではない。本研究では、合成DSGb5を用いて腎癌患者の体液中におけるDSGb5の増加量挙動を明確化することを目的としている。さらに、得られたデータから悪性度及び予後を予測する体液中の糖脂質の変化を定量測定することによる解析モデルを構築を目指している。
現時点で、DSGb5の化学合成にほぼ成功し、さらに、糖脂質の脂質部分(セラミド部分)についてもスフィンゴシンと脂肪酸を縮合させることで、セラミド長を変更できる手法を確立した。なお、DSGb5の生合成過程で、他にいくつかの糖脂質の化学合成に成功している。また、合成したDSBb5を内標品とした濃度既知のDSGb5を用いて、尿および血液中からの定量分析系を構築したところである。実際、進行腎癌患者および健常人の体液中からの他の糖脂質も抽出し、糖鎖標識化し糖鎖プロファイル取得条件の最適化しているところである。
さらに体液中のDSGb5以外の糖脂質の測定において、未知糖鎖の構造をもつ物質も検出され、高分解能質量装置を利用した構造推定を行っているところである。尿および血液サンプルは、複数の進行腎癌患者から収集し、サンプル間における相対比較できる糖鎖プロファイルを取得しつつ、現在、19症例においてデータベースの構築を行っている。
前述した進行腎癌患者の19症例の尿中の糖脂質測定でにおいて、病理組織や薬剤耐性と関連のある糖脂質の変化を見出しており、論文化および知財との相談にて、実臨床への応用を探っている状況にある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

研究実績概要に述べたように、おおむね順調に進んでいる。その判断の根拠として、研究計画書に記載した初年度での達成事項である、DSGb5の化学合成に施行していることがあげることができる。化学合成にはかなりの時間を要すことを想像していた。糖鎖部分の合成だけれではなく、脂質部分の構造の解析にも、これまで一定の時間を要していた。しかし、DSGb5を化学合成できただけではなく、脂質部分の構造も、比較的自由に変更することも出そうな状況となっている。

Strategy for Future Research Activity

DSGb5を化学合成できたことで、体液中のDSGb5を精密に定量できるような系も構築できた。未知糖鎖の構造をもつ糖脂質も高分解能質量装置を利用して構造推定および確定し、さらに定量することで、進行腎癌の病勢進行を体液中の糖脂質の変化をプロファイリングする予定である。
体液サンプルを回収できる進行腎癌症例を増やして、糖鎖プロファイルを取得し、そのデータベースの構築を行うことを通して、進行腎癌患者の病勢進行や薬物耐性について、糖鎖西部学的な観点から把握できることを期待している。

Report

(1 results)
  • 2024 Research-status Report
  • Research Products

    (1 results)

All 2024

All Presentation (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] Regulation of glutamine metabolism resensitizes TKI-resistant renal cancer cells to TKIs2024

    • Author(s)
      Kent Morozumi
    • Organizer
      2024 AUA annual meeting, San Antonio
    • Related Report
      2024 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2024-04-05   Modified: 2025-12-26  

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