スピンメタボロミクスに関する基礎的検討および臨床応用

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K10539
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 新宮 千尋 大分大学, 医学部, 准教授 (30295191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 徳丸 治 大分大学, 福祉健康科学部, 教授 (40360151)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 電子スピン共鳴法 / 電子スピン共鳴法 / メタボロミクス

Outline of Annual Research Achievements

メタボロミクスは生体内の代謝産物を網羅的に解析することが可能である。従来は、ガスクロマトグラフィ（GC）や高速液体クロマトグラフィ（HPLC）などによる解析が行われてきたが、臨床、特に急性期医療における応用は困難であると考えられてきた。しかし，核磁気共鳴法（NMR）はGCやHPLCと比較して試料の調整が簡便で、試料を非破壊的に測定することが可能である。このため，NMRを用いたメタボロミクスは，ベッドサイドでの測定を可能とすることが期待される。
また、電子スピン共鳴法（ESR）もNMRと同様に試料の調製が簡便であり、さらにベッドサイドでのモニタリングが可能である。また，ESRはフリーラジカル種を直接観測できる唯一の測定手段である。ESRによるメタボロミクスが確立できれば、過大侵襲手術患者や敗血症などの重症患者において発生するとされるフリーラジカル種のリアルタイムでの経時的な測定や病態の把握，治療効果の判定などへの応用が期待できる。本研究は、ヒト由来の試料を用いて、NMRメタボロミクス、およびESRメタボロミクス（スピンメタボロミクス）を行うために必要な基礎的情報を得ること、及びそれらの臨床での応用の基礎的技術を確立することを目的とする。
初年度である平成27年度には，メタボロミクス用解析プログラムを導入した。そして健常人ボランティア（医学部職員および医学部学生）約50名を対象として新鮮尿および血漿を採取し、NMRメタボロミクスとESRメタボロミクス（スピンメタボロミクス）を行うために必要な基礎的情報を得た。

Current Status of Research Progress

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

Reason

平成27年度は，健常人ボランティア約50名から検体を採取し、NMRメタボロミクスとESRメタボロミクス（スピンメタボロミクス）を行うために必要な基礎的情報を取得した。それぞれの被験者から以下の検体を採取した。
①　新鮮尿 5 mL （試験管に採尿）
②　血液 5 mL （真空採血管を用いて採血）
これらの検体に対して、以下の測定を行った。
NMR測定：検体を緩衝液でpH調整した後、NMR用試験管に入れ、NMR分光器（DRX-300、ブルカ―バイオスピン）にて1Hスペクトルを記録した。試料中に含まれる代謝物とその濃度の測定などを変化させて，スペクトルが安定して記録できる実験条件を探し出した。これと並行して、NMRメタボロミクス解析用ソフトウェア（AMIX、ブルカ―バイオスピン）を購入し、得られたスペクトルの解析プロトコールを確立しているところである。
ESR測定：血漿にスピントラップ剤を添加して，ヒドロキシルラジカルなどフリーラジカル種を測定しようと試みた。しかし，まだフリーラジカル種の検出には至っていない。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画通り，周術期の患者から採取した新鮮尿と血漿のNMRメタボロミクスを開始したい。