2019 Fiscal Year Research-status Report

フォーカストグライコミクスを用いた血清糖鎖腫瘍マーカーの探索

Research Project

Project/Area Number	18K07344
Research Institution	Osaka International Cancer Institute
Principal Investigator	岡本三紀地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪国際がんセンター(研究所), その他部局等, 分子生物学部主任研究員 (20332455)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	腫瘍マーカー / 糖鎖 / HPLC / MS
Outline of Annual Research Achievements	これまでに確立した微量糖鎖構造解析技術を用いて、胃がんおよび膵がん患者検体よりがん診断に有効な新規腫瘍マーカー候補の探索を行った。血清O-型糖鎖は中性糖とシアル酸が付加した酸性糖で構成されている。シアル酸が付加した酸性糖の多くは、非還元末端である糖鎖構造末端部分にシアル酸が付加している。しかし、非還元末端のみならず構造内部や還元末端側にシアル酸が付加した構造も存在し、かつがん抗原としての報告もあることから、このようなユニークなシアル酸付加糖鎖構造を腫瘍マーカー候補の標的とした。これらの酸性糖を効率的かつ網羅的に検出するためN-アセチルノイラミニダーゼの基質特異性を利用した血清グライコミクス解析を行い、17種類のがん患者特異的なピークを検出した。詳細に構造解析を行った結果、これまで報告のあるSTnに加え、血液型抗原のSda/CAD抗原を有する糖鎖構造が含まれていた。Sda/CAD抗原はNeuAcα2-3Gal構造にGalNAcがβ1,4結合した構造を持つ。もともと正常組織にSda/CAD抗原がある大腸では、がん組織でのSda/CAD抗原量を正常組織と比較すると、その発現量の低下が観察されたが、腫瘍マーカー候補となる機序は不明である。全腫瘍マーカー候補は3連四重極型質量分析計を用いたSRM(selected reaction monitoring)法で血清中の相対定量を行った。先に腫瘍マーカー候補として報告していた14種類の硫酸基付加糖鎖のSRM定量結果と合わせると、個体ごとに高値を示す糖鎖構造が全く異なり、硫酸基付加糖鎖が高値でもシアル酸付加糖鎖は高値を示さない検体や、またその逆の検体もあった。また既存のCA19-9やCEAが基準値以下にもかかわらず、腫瘍マーカー候補の値が高い検体もあり、がん診断には複数の腫瘍マーカーを用いた測定が有効であることが示唆された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 糖鎖構造内部に付加されたシアル酸を標的としたグライコミクス解析では17種類のユニークなシアル酸付加糖鎖構造を見出した。硫酸基付加された血清微量酸性糖を標的にしたグライコミクス解析と同じ患者血清を使用することで、パターン比較時の硫酸基付加糖鎖を除去し、標的とする糖鎖ピークを容易に絞り込むことが可能となったため、効率的に研究が進んだ。既に同定していた14種類の硫酸基付加糖鎖構造と合わせて、17種類のユニークなシアル酸付加糖鎖構造の質量分析によるSRM解析を行い、血清中レベルを測定した。これらの測定結果から、個々のがん患者により高値を示すがん抗原が異なることを明らかとし、現在さらなる血清腫瘍マーカーの探索へと進んでいる。
Strategy for Future Research Activity	血清グライコミクス解析により新たに17種類のユニークなシアル酸付加糖鎖構造を見出し、既に同定していた14種類の硫酸基付加糖鎖構造と合わせて質量分析によるSRM解析を行い、血清中レベルを測定した。これらの結果から、個々のがん患者により高値を示すがん抗原が異なり、複数の腫瘍マーカーを用いた測定がより精度の高いがん診断につながると考えた。さらに有効な血清腫瘍マーカーを検出するために、まだ探索していない中性糖画分からのグライコミクス解析を行う。微量酸性糖と同様に、PA化糖鎖をDEAEカラムで分離し、中性糖をさらに順相および逆相カラムによるHPLCにより溶出し、その分離パターンを比較検討する。引き続き、腫瘍マーカー候補となる糖鎖構造の決定を行っていく。
Causes of Carryover	本年度は当初の予定通り糖鎖調整試薬及びHPLC/MS消耗品等に使用した。昨年度に引き続き、機器類が劣化しているため、機器破損での研究中断がないよう機器購入を常に考慮し、消耗品代を節約した。次年度は最終年度であるので、計画的に試薬およびカラムなどの消耗品の購入に使用する。