Analysis of fucosylated protein of high risk prostate cancer and the development of novel therapy

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K09132
• Research Institution: Kindai University
• Principal Investigator: 藤田 和利 近畿大学, 医学部, 准教授 (50636181)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三善 英知 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (20322183) ; 野々村 祝夫 大阪大学, 医学系研究科, 教授 (30263263)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 前立腺癌 / 糖鎖PSA / フコシル化

Outline of Annual Research Achievements

フコシル化は癌および炎症における重要な糖鎖修飾の一つであり、core型、Lewis型、H型の3種類存在する。これまでに質量分析による血清タンパクの糖鎖構造解析を行い、前立腺癌患者では他の癌種と異なり、core型フコシル化が優位であり、Gleason score(GS)と関連している。血中のcore型フコシル化PSAを測定するためマイクロキャピラリー電気泳動免疫蛍光測定装置を用いて測定キットの開発を行った。前立腺癌特異的なバイオマーカーとしての有用性を検討した。マイクロキャピラリー電気泳動免疫蛍光測定装置を用い、core型フコシル化を特異的に認識するレクチンPhoSLと抗free PSA抗体によりcore型フコシル化PSAを測定するシステムを確立した。PhoSLと抗freePSA抗体と結合したcore型フコシル化free PSAをキャピラリー電気泳動により抗free PSA抗体とのみ結合したfree PSAから分離し、ピーク面積からcore型フコシル化freePSAの比率を測定した。
結果、ミュータスプラットフォームにより1検体約9分の短時間で0.01ng/mlのcore型フコシル化freePSAの検出が可能であった。前立腺生検を施行したPSA20ng/ml以下の252名の男性で測定したところcore型フコシル化PSAは前立腺生検陰性患者と比べ前立腺癌患者で有意に上昇していた。またGS とも関連を認め、GS 7以上の前立腺癌ではGS6及び生検陰性群と比べても有意に上昇していた(P < .0001)。またPSAと％core型フコシル化freePSAから計算されるFucosylated PSA index (FPI)を開発し、FPIはHigh grade前立腺癌で有意に高値を示し、更にROC解析によるAUCは0.729と、PSA値のAUC0.629よりも良好な結果であった。
マイクロキャピラリー電気泳動免疫蛍光測定法による血中core型フコシル化PSA測定系を確立した。

Current Status of Research Progress

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

Reason

臨床応用可能な測定系の開発に成功し、多症例での有効性が示された。

Strategy for Future Research Activity

他の糖鎖タンパクとの組み合わせにより、更なる診断能の改善を目指す。また他のレクチンによるCore型フコシル化PSAの測定系を開発する。
更にフコシル化転移酵素ノックアウトマウスと前立腺癌発症遺伝子改変マウスを掛け合わせ、ダブルノックアウトマウスを作成し、フコシル化の前立腺癌での生物学的機能の解析を行い、治療への応用を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Serum core‐type fucosylated prostate‐specific antigen index for the detection of high‐risk prostate cancer (2021)
  • Author(s): Fujita Kazutoshi、Hatano Koji、Tomiyama Eisuke、Hayashi Yujiro、Matsushita Makoto、Tsuchiya Mutsumi、Yoshikawa Tomoyasu、Date Mutsuhiro、Miyoshi Eiji、Nonomura Norio
  • Journal Title: International Journal of Cancer Volume: 148 Pages: 3111～3118
  • DOI: 10.1002/ijc.33517
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Loss of core fucosylation reduces low-density lipoprotein receptor expression in hepatocytes by inducing PCSK9 production (2020)
  • Author(s): Kamada Yoshihiro、Yamamoto Akiko、Fujiyoshi Anna、Koseki Masahiro、Morishita Koichi、Asuka Tatsuya、Takamatsu Shinji、Sakata Yasushi、Takehara Tetsuo、Taniguchi Naoyuki、Miyoshi Eiji
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 527 Pages: 682～688
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.05.019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of the epitope of 10-7G glycan antibody to recognize cancer-associated haptoglobin (2020)
  • Author(s): Morishita Koichi、Maki Yuta、Takamatsu Shinji、Ito Nami、Koda Sayaka、Motooka Kei、Kamada Yoshihiro、Kajihara Yasuhiro、Miyoshi Eiji
  • Journal Title: Analytical Biochemistry Volume: 593 Pages: 113588～113588
  • DOI: 10.1016/j.ab.2020.113588
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 自動化マイクロキャピラリー電気泳動法による高Gleason前立腺癌診断法のための血中Core型フコシル化PSA測定法の開発 (2020)
  • Author(s): 藤田 和利, 林 裕次郎, 吉川 友康, 山下 謙一郎, 冨山 栄輔, 松下 慎, 中野 剛佑, 加藤 大悟, 波多野 浩士, 河嶋 厚成, 氏家 剛, 植村 元秀, 吉村 一宏, 植村 天受, 三善 英知, 野々村 祝夫
  • Organizer: 第79回日本癌学会学術総会
• [Presentation] マイクロキャピラリー電気泳動免疫蛍光測定装置によるcore型フコシル化PSA測定法の開発 (2020)
  • Author(s): 藤田和利、吉川友康、山下謙一郎 冨山栄輔、松下慎、林裕次郎、 加藤大悟、波多野浩士、河嶋厚成、氏家剛、植村元秀、三善英知、野々村祝夫
  • Organizer: 第108回日本泌尿器科学会総会
• [Remarks] 悪性度の高い前立腺がんを診断する新たな高感度測定法を確立
  • URL: https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2021/20210219_2
• [Remarks] 悪性度の高い前立腺がんを診断する新たな高感度測定法を確立
  • URL: https://newscast.jp/news/0271941
• [Patent(Industrial Property Rights)] 血中フコシル化PSAによるハイリスク前立腺癌診断バイオマーカーの開発 (2020)
  • Inventor(s): 藤田和利、三善英知、野々村祝夫、吉川友康、伊達睦廣
  • Industrial Property Rights Holder: 藤田和利、三善英知、野々村祝夫、吉川友康、伊達睦廣
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2020-201372