2016 Fiscal Year Annual Research Report
キラルメタボロミクスによる疾病バイオマーカーの探索
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16J11918
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
高山 卓大 静岡県立大学, 薬食生命科学総合学府, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2016-04-22 – 2019-03-31
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| Keywords | キラル化合物 / 代謝物網羅的解析 / LC-MS/MS / キラル誘導体化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
不斉炭素を有する生体内低分子代謝物はその異性体間で、異なる生理活性や疾患時の濃度変動を示すことが知られており、新たなるバイオマーカー候補として注目されている。一方で、このような異性体を網羅的に分析する、いわゆるキラルメタボロミクスは分離、検出感度の問題から困難であり、一部の標的分子についてのみしか行われていない。そこで本研究では、キラル誘導体化LC-MS/MS測定法に基づく官能基特異的なノンターゲットキラルメタボロミクス及び統計的キラル抽出法を開発することを目的とした。
29年度の研究では、目的を達成する上で不可欠となる誘導体化試薬の開発に注力した。具体的には、カルボン酸、アミン標的試薬について、その立体配置のみを反転させた統計的キラル抽出法用試薬、13Cあるいは重水素による安定同位体標識試薬の開発を完了した。なお、これらの合成品に関しては先行研究で開発した試薬同様の確認試験を実施し、誘導体化に伴う測定妨害がないことを確認済みである。
続く研究では、提唱したキラルメタボロミクスが生体試料分析に応用可能か評価した。具体的には、血清をモデルとして、キラル化合物のDL比を作為的に変えた溶液を添加し、このサンプルに本法を実施した際、その変動を検出可能か確かめた。結果、その総量は変わらないにも関わらず、多変量解析によってキラル化合物のDL比変化に応じて検出が可能であった。
さらに、統計的キラル抽出法についても検討を行った。本法は、光学配置のみを反転させた一対のRS反転試薬を併用し、キラル化合物のみが溶出位置反転を生じることを利用した、キラル・アキラルの判別法である。モデルとしてキラル化合物のL体のみをプール血清に添加し、これらのみを検出可能か評価した。その結果、添加したL化合物のみを検出可能であった。
以上から、提唱した官能基特異的キラルメタボロミクス及び統計的キラル抽出法の有用性が示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度、実施計画として制定した各標的キラル誘導体化試薬の開発を完了した。また、そのほかの標的試薬も現在開発中であり、良好に進展している。さらに、提唱したキラルメタボロミクスの方法論が生体試料分析に応用可能であることも証明し、今後のキラル代謝物分析における有用な方法を開発できたといえる。さらに、統計的キラル抽出法についても提唱、評価を行うことが出来た。以上から、当初の計画通りおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では開発した一連の試薬を用い、実際に実試料分析に応用することでバイオマーカー探索を実施するとともに、他の標的試薬（チオールやヒドロキシ基）について順次開発を進めていく。疾患の対象として、本年度はアルツハイマー病（AD）に着目して研究を展開することを予定している。この疾患に関する有効な早期診断マーカーは数が少なく、現在比較解析がなされている生体内化合物群は症状とリンクしていない可能性がある。我々はこの点に着目し、キラル代謝物の異性体こそが変動化合物となっているのではないかと考え、AD患者試料のキラルメタボロミクス研究を行うこととした。具体的には、剖検脳、脳脊髄液、血清等を分析し、バイオマーカー候補となる化合物を、まずカルボン酸やアミン等に絞って探索する。その他の標的官能基も、試薬の合成、評価が完了後進めていく予定である。
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