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2019 Fiscal Year Research-status Report

Development of blood biomarkers for Alzheimer's disease using high sensitivity digital ELISA method

Research Project

Project/Area Number 18K15461
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

建部 陽嗣  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00637027)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywordsバイオマーカー / p-tau / tau / NFL / TDP-43
Outline of Annual Research Achievements

超高感度デジタルアッセイ技術であるSimoa(Single molecular array; 米国Quanterix社)を導入し,世界で初めて,ヒトの血液中でアルツハイマー病(AD)コア・バイオマーカーの1つであるp-tau(リン酸化タウ蛋白)をfg/mLのオーダー(従来のELISA法の1000倍の感度)で検出できる定量系を開発してきた。
本年度は、p-tauに加えて、ADの他のコアバイオマーカーである、t-Tau(タウ蛋白)、NF-L(ニューロフィラメント軽鎖)に関して多施設のサンプル測定を行った。その結果、全ての物質をSimoaにて安定して測定できることを確認した。また、ALS(筋萎縮性側索硬化症)の残存運動神経内に蓄積するTDP-43の測定系の開発にも成功した。
そこで、ALS患者の髄液および血漿のNF-L、t-tau、TDP-43をSimoaを用いて測定した。すると、ALS患者のCSF中のNF-L、血漿中のNF-L、およびCSF中のTDP-43の量が、対照群と比較して増加していることをつきとめた。髄液およびと血漿NF-Lは、ALSの診断バイオマーカーとして役立つだけでなく、疾患進行のマーカーになる可能性が示唆され、CSF中のTDP-43はALSの診断バイオマーカーとしても有用であることがわかった。また、CSF中のNfLとTDP-43の値を併用すると、ALSの診断に有用なバイオマーカーになる可能性が示唆された。
また、血液透析を受けている患者の血液中のt-tauを測定すると、血液透析を受けたかどうかに関係なく腎不全の患者でより高く、タウの分解と排泄への腎臓の関与が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

現在、Simoaによるp-tau測定に関して、多施設のサンプル測定を行っている最中であり、おおむね良好な結果を得ている。より安定して測定できるよう改善をおこなっている最中である。
加えて、Simoa測定系を用いて、他のバイオマーカー候補であるNF-L、total-Tau、TDP-43といった物質に関しても安定して測定できるようになってきており、今後も継続して検討をおこなっていく予定である。

Strategy for Future Research Activity

より多くのサンプルでの血漿p-tau測定を実施し、改良をおこなうことで、より安定性、再現性の高い測定系の確立を目指す。
また、バイオマーカーの候補となり得る他の物質の測定系の作成も行い、より認知症・神経変性疾患に対して感度・特異度の高い血液バイオマーカーの探索をおこなっていく。

Causes of Carryover

消耗品に関して、以前に研究室で購入してあったものを用いて研究をおこなったため本年度の支出が低くなっている。
繰り越した費用は、次年度、予定医通りの研究を遂行するにあたり、消耗品、試薬、血液サンプルを購入する費用に充てる。

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Intrathecal nusinersen treatment after ventriculo-peritoneal shunt placement: A case report focusing on the neurofilament light chain in cerebrospinal fluid2020

    • Author(s)
      Tozawa Takenori、Kasai Takashi、Tatebe Harutsugu、Shiomi Kozue、Nishio Hisahide、Tokuda Takahiko、Chiyonobu Tomohiro
    • Journal Title

      Brain and Development

      Volume: 42 Pages: 311~314

    • DOI

      10.1016/j.braindev.2019.12.006

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Combined use of CSF NfL and CSF TDP‐43 improves diagnostic performance in ALS2019

    • Author(s)
      Kasai Takashi、Kojima Yuta、Ohmichi Takuma、Tatebe Harutsugu、Tsuji Yukiko、Noto Yu‐ichi、Kitani‐Morii Fukiko、Shinomoto Makiko、Allsop David、Mizuno Toshiki、Tokuda Takahiko
    • Journal Title

      Annals of Clinical and Translational Neurology

      Volume: 6 Pages: 2489~2502

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/acn3.50943

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Proteomic Profiling of Extracellular Vesicles Isolated From Cerebrospinal Fluid of Former National Football League Players at Risk for Chronic Traumatic Encephalopathy2019

    • Author(s)
      Muraoka Satoshi、Jedrychowski Mark P.、Tatebe Harutsugu、DeLeo Annina M.、Ikezu Seiko、Tokuda Takahiko、Gygi Steven P.、Stern Robert A.、Ikezu Tsuneya
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroscience

      Volume: 13 Pages: 1059

    • DOI

      https://doi.org/10.3389/fnins.2019.01059

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Influx of Tau and Amyloid-β Proteins into the Blood During Hemodialysis as a Therapeutic Extracorporeal Blood Amyloid-β Removal System for Alzheimer’s Disease2019

    • Author(s)
      Kitaguchi Nobuya、Tatebe Harutsugu、Sakai Kazuyoshi、Kawaguchi Kazunori、Matsunaga Shinji、Kitajima Tomoko、Tomizawa Hiroshi、Kato Masao、Sugiyama Satoshi、Suzuki Nobuo、Mizuno Masao、Takechi Hajime、Nakai Shigeru、Hiki Yoshiyuki、Kushimoto Hiroko、Hasegawa Midori、Yuzawa Yukio、Tokuda Takahiko
    • Journal Title

      Journal of Alzheimer's Disease

      Volume: 69 Pages: 687~707

    • DOI

      https://doi.org/10.3233/JAD-190087

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plasma neurofilament light chain: A potential prognostic biomarker of dementia in adult Down syndrome patients2019

    • Author(s)
      Shinomoto Makiko、Kasai Takashi、Tatebe Harutsugu、Kondo Masaki、Ohmichi Takuma、Morimoto Masafumi、Chiyonobu Tomohiro、Terada Naoto、Allsop David、Yokota Isao、Mizuno Toshiki、Tokuda Takahiko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Pages: e0211575

    • DOI

      https://doi.org/10.1371/journal.pone.0211575

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Quantification of brain-derived extracellular vesicles in plasma as a biomarker to diagnose Parkinson's and related diseases2019

    • Author(s)
      Ohmichi Takuma、Mitsuhashi Masato、Tatebe Harutsugu、Kasai Takashi、Ali El-Agnaf Omar M.、Tokuda Takahiko
    • Journal Title

      Parkinsonism & Related Disorders

      Volume: 61 Pages: 82~87

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.parkreldis.2018.11.021

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 成人ダウン症候群の認知症診断と認知機能予後予測における血液バイオマーカーの有効性2019

    • Author(s)
      笠井 高士, 篠本 真紀子, 建部 陽嗣, 近藤 正樹, 大道 卓摩, 水野 敏樹, 徳田 隆彦
    • Organizer
      第39回日本認知症学会
  • [Presentation] 超高感度ELISA(Simoa)による認知症の血液バイオマーカーの開発:リン酸化タウを中心に2019

    • Author(s)
      徳田 隆彦, 建部 陽嗣, 笠井 高士
    • Organizer
      第37回日本神経治療学会
    • Invited
  • [Presentation] パーキンソン病と関連疾患に関する有望なバイオマーカーとしての血漿中の脳由来エキソソーム2019

    • Author(s)
      大道 卓摩, 三橋 将人, 建部 陽嗣, 笠井 高士, 水野 敏樹, 徳田 隆彦
    • Organizer
      第13回パーキンソン病・運動障害疾患コングレス

URL: 

Published: 2021-01-27  

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