2017 Fiscal Year Annual Research Report
キラルアミノ酸メタボロミクスを基盤とする腎不全の低侵襲早期診断法開発
| Project/Area Number |
16H05080
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
濱瀬 健司 九州大学, 薬学研究院, 教授 (10284522)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
猪阪 善隆 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00379166)
井手 友美 九州大学, 医学研究院, 准教授 (90380625)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| Keywords | 分析化学 / メタボロミクス / 光学分割 / アミノ酸 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
腎不全の早期診断、低侵襲での原因疾患特定を行うため、予備検討で顕著な含量変化を示したキラルアミノ酸として、セリン、アラニン、プロリン、アスパラギンに焦点を絞り、平成29年度には絶対定量三次元システムとして、臨床検体での正確な高感度分析を可能とするLC/LC/LC三次元分析システムを開発した。また、平成29年度から30年度にかけて大阪大学医学部腎臓内科、九州大学医学部循環器内科との共同研究により、腎不全、心・腎不全併発臨床検体の収集を進めている。
LC/LC/LC三次元システムの一次元目には微粒子充填型の逆相カラムとしてKSAARP（内径1.5 mm、全長500 mm）を作製・利用した。二次元目には陰イオン交換型高分離能カラムとしてKSAAAX-002（内径1.5 mm、全長150 mm）を作製・利用した。三次元目では高性能セミミクロ光学分割カラムとしてKSAACSP-001S（内径1.5 mm、全長250 mm）を用いた。検出には蛍光検出器を用いており、極めて高い選択性と定量性が両立された絶対定量三次元HPLCシステムの構築に成功した。
本三次元HPLCシステムによりヒト臨床検体として血漿、尿の分析を行った結果、血漿からは0.4%のD-Asn、1.7%のD-Ser、1.2%のD-Ala、0.1%のD-Proが夾雑成分の影響を受けることなく、明瞭に認められた。また尿中では21.4%のD-Asn、35.2%のD-Ser、28.9%のD-Alaが認められた。本法を慢性腎不全患者の血漿分析に適用した結果、4種のD-アミノ酸はいずれもeGFRと相関した含量変化を示し、特にD-SerおよびD-Asnでは極めて良い結果が得られた。なお、従来利用されていた二次元HPLCでは夾雑成分の影響を受けていた試料についても良好に定量可能であり、本システムが極めて高い選択性を有していることが確認できた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年には腎不全関連キラルアミノ酸として、セリン、アラニン、プロリン、アスパラギンに焦点を絞り、絶対定量三次元システムとして、臨床検体での正確な高感度分析を可能とするLC/LC/LC三次元分析システムの開発に成功している。また、慢性腎不全検体の分析も進んでおり、研究はおおむね順調に進展していると考える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
腎不全の早期診断、低侵襲での原因疾患特定を行うため、平成28、29年度までにセリン、アラニン、プロリン、アスパラギンに焦点を絞り「三次元LC/LC/MS」および「三次元LC/LC/LC」システムの開発を進めてきた。また、大阪大学医学部腎臓内科、九州大学医学部循環器内科等との共同研究により腎不全、心不全臨床検体の収集を進めてきた。そこで平成30年度は、腎不全におけるキラルアミノ酸プロファイリングの全体像を明らかにするため、様々な関連化合物分析装置開発を進めると共に、臨床検体の分析、病態との関連解明を進める。
キラルアミノ酸関連化合物としては、平成29年度までに対象とした4種に加え、様々なキラルアミノ酸、および類縁化合物（ヒドロキシ酸、ペプチドなど）に焦点を当て、ヒト臨床検体での正確な高感度分析を可能とするLC/LC/LC三次元分析システム、LC/LC/MS/MS四次元分析システムを開発する。分析法としては分離モードの異なる3種の分離を組み合わせた三次元LC/LC/LCシステム、または2種の分離を組み合わせたLCにMS/MSを接続した四次元法とし、高い選択性と定量性の両立を図る。一次元目は逆相分離とし、二次元目には陰イオン交換カラム、または様々な相互作用を併せ持つミックスモードカラムをデザイン・作製して利用する。三次元目ではオリジナルデザインの高性能セミミクロ光学分割カラムのデザインを継続し、実試料中での選択的迅速分析を実現する。四次元法においては、逆相とキラル分割を組み合わせたLC/LCとMS/MSを組み合わせる。
また、平成28、29年度に引き続き、ヒト臨床検体の収集を進めると共に、従来の腎バイオマーカーおよび腎生検により、原因疾患が特定された検体を中心としてキラルアミノ酸のプロファイリングを行う。また、キラルアミノ酸のみではなく、様々な代謝関連化合物についても分析を行う。
|
