Precision Medicine for Colon Cancer by High-throughput Analysis by Quantitative Mass Spectrometry

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16H05289
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: 内藤 裕二 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00305575)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内山 和彦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50298428) ; 吉田 直久 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50340089) ; 高木 智久 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70405257) ; 東村 泰希 石川県立大学, 生物資源環境学部, 助教 (70628924) ; 半田 修 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90381970)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 大腸癌 / バイオマーカー / 先制医療

Outline of Annual Research Achievements

わが国の大腸癌罹患率、死亡率は急増しており、その対策は緊喫の臨床的課題である。申請者は、独自の血液前処理法、血清ペプチドーム解析法により、大腸癌患者血中で変動するペプチドを同定、5種のペプチドによるマルチマーカー解析により感度83％、特異度92％で大腸癌を検出することに成功した。本提案課題の目的は、安定同位体標識内部標準を使用した選択反応モニタリング質量分析法（SID-SRM-MS/MS）を利用して、高速高精度マルチペプチド定量法を開発することと、それらペプチドバイオマーカーを大腸癌の早期診断、病期診断、予後予測、予防対策の分野で応用した大腸癌先制医療を確立するための基盤研究を進めている。平成29年度は、臨床情報既知検体を用いたマルチペプチドマーカー解析による大腸早期癌診断の妥当性検討し、28～29年度に確立した5種のペプチドマーカーの SID-SRM-MS/MS法により、年齢・性をマッチングした健常人、大腸腺腫症例、早期大腸癌症例、進行大腸癌症例に対して、症例ー対照研究を実施し、論文化した（J Gastroenterol）。健常人を対象にした大腸癌のステージ毎の診断能（AUC）は、ステージ1 0.779、ステージ2 0.946、ステージ3 0.852、ステージ4 0.973と高感度であった。さらに、5種のペプチドマーカー以外のバイオマーカーについても探索的研究を進め、血清胆汁酸プロファイルによる大腸癌のリスク診断能、水溶性代謝物によるリスク診断についてもデータ解析が終了しており、よりビッグなデータの統合的解析に対する準備も始めている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

臨床研究は概ね順調であり、30年度にはより大規模な臨床評価を実施できる予定である。

Strategy for Future Research Activity

研究計画１：大腸癌早期診断のためのマルチペプチドマーカー解析と臨床評価：順調であり、30年度はより大規模試験を計画した。
研究計画２：分子イメージング法、ペプチドワクチンに応用可能な大腸癌組織特異的ペプチドの同定：5種のペプチドのアミノ酸配列も同定しており、予定どおり進める計画である。
研究計画３：大腸癌リスク診断のためのSPARC、TTR、Hsp27に対するSID-MRM-MS/MS解析：SPARC、TTR、Hsp27に対する質量分析測定法の基礎的な研究を進める。

Research Products

• [Journal Article] Selected reaction monitoring for colorectal cancer diagnosis using a set of five serum peptides identified by BLOTCHIP((R))-MS analysis (2018)
  • Author(s): Uchiyama, K. Naito, Y. Yagi, N. Mizushima, K. Higashimura, Y. Hirai, Y. Dohi, O. Okayama, T. Yoshida, N. Katada, K. Kamada, K. Handa, O. Ishikawa, T. Takagi, T. Konishi, H. Nonaka, D. Asada, K. Lee, L. J. Tanaka, K. Kuriu, Y. Nakanishi, M. Otsuji, E. Itoh, Y.
  • Journal Title: J Gastroenterol Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1007/s00535-018-1448-0
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The protective effect of orally administered redox nanoparticle on intestinal ischemia-reperfusion injury in mice (2018)
  • Author(s): Ueda, T. Takagi, T. Katada, K. Iida, T. Mizushima, K. Dohi, O. Okayama, T. Yoshida, N. Kamada, K. Uchiyama, K. Handa, O. Ishikawa, T. Konishi, H. Naito, Y. Nagasaki, Y. Itoh, Y.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 495 Pages: 2044-2049
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.11.204
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Secreted Protein Acidic and Rich in Cysteine Functions in Colitis via IL17A Regulation in Mucosal CD4+ T Cells (2018)
  • Author(s): Tanaka, M. Takagi, T. Naito, Y. Uchiyama, K. Hotta, Y. Toyokawa, Y. Ushiroda, C. Hirai, Y. Aoi, W. Higashimura, Y. Mizushima, K. Okayama, T. Katada, K. Kamada, K. Ishikawa, T. Handa, O. Itoh, Y.
  • Journal Title: J Gastroenterol Hepatol Volume: 33 Pages: 671-680
  • DOI: 10.1111/jgh.13842
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Serum metabolomics analysis for early detection of colorectal cancer (2017)
  • Author(s): Uchiyama, K. Yagi, N. Mizushima, K. Higashimura, Y. Hirai, Y. Okayama, T. Yoshida, N. Katada, K. Kamada, K. Handa, O. Ishikawa, T. Takagi, T. Konishi, H. Kuriu, Y. Nakanishi, M. Otsuji, E. Itoh, Y. Naito, Y.
  • Journal Title: J Gastroenterol Volume: 52 Pages: 677-694
  • DOI: 10.1007/s00535-016-1261-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 大腸癌を撲滅するために内視鏡医に必要なこと～大腸癌を診る，治す，防ぐ～ (2017)
  • Author(s): 内藤裕二
  • Organizer: 第60回日本消化器内視鏡学会東海支部例会
  • Invited