2021 Fiscal Year Final Research Report

Development of the three-dimensional LC system to realize quantitative chiral metabolomics for early diagnosis of kidney/heart disfunctions

Research Project

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Project/Area Number	19H03359
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
Research Institution	Kyushu University
Principal Investigator	Hamase Kenji 九州大学, 薬学研究院, 教授 (10284522)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	猪阪善隆大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00379166) 木村友則国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所難治性疾患研究開発・支援センター, センター長 (00631300) 秋田健行九州大学, 薬学研究院, 助教 (50294963) 井手友美九州大学, 医学研究院, 准教授 (90380625)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	分析化学 / 光学分割 / 多次元HPLC / 定量メタボロミクス / アミノ酸
Outline of Final Research Achievements	A new chiral metabolome profiling method was developed for the early and non-invasive diagnosis of kidney disfunction. The target analytes were the chiral amino acids and chiral hydroxy acids, and three-dimensional HPLC systems were designed/developed. By using the system, chiral amino acid and hydroxy acid profiles were determined in the plasma and urine of healthy volunteers and CKD patients. To develop the three-dimensional HPLC systems, reversed-phase, anion-exchange, mixed-mode and enantioselective columns were designed/optimized and highly selective rapid analysis of the target analytes could be performed. The amounts of D-Ser, D-Ala, D-Asn and D-Pro increased along with the progression of disease. Several D-amino acids were found only in the plasma of CKD patients, and they are the possible sensitive biomarkers for early diagnosis.
Free Research Field	物理系薬学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	腎不全は様々な原因で発症するが、慢性型の患者が多く治療法決定につながる早期診断が鍵である。腎不全の低侵襲マーカーとしてはクレアチニンやシスタチンCなどが利用されるが、早期の検出感度が低く、原因疾患の特定能力も十分ではない。従って侵襲性が低く、軽症期から正確な鑑別を可能とする新規診断法の開発が切望されている。本研究ではキラルアミノ酸、ヒドロキシ酸の正確な分析を可能とする三次元LC法を構築し、これらのがヒト血液・尿中に存在することを示した。特に腎不全早期において鋭敏な変動を示すD-アミノ酸を発見した。本成果は人々の健康寿命を延長し、罹患者の生涯QOL改善に貢献できるものであり、社会的意義は大きい。