網羅的代謝産物解析による星細胞腫の悪性転化機序解明と早期診断への応用

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09520
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 金森 政之 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (60420022)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 冨永 悌二 東北大学, 大学病院, 教授 (00217548) ; 梅田 みか (渡辺みか) 東北大学, 大学病院, 准教授 (20292344) ; 麦倉 俊司 東北大学, 東北メディカル・メガバンク機構, 教授 (20375017) ; 前川 正充 東北大学, 大学病院, 准教授 (70572882)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: astrocytoma / malignant transformation / oligodendroglioma

Outline of Annual Research Achievements

研究の目的：IDH遺伝子変異型星細胞腫の悪性転化の基盤となる代謝産物異常を探索し、病態解明・早期診断方法への応用の可能性を明らかにする。
悪性転化をおこしたIDH遺伝子変異型星細胞腫組織内の代謝産物を、高分解能の質量分析計を用いて網羅的に解析し、悪性転化の基盤にある代謝異常を明らかにすることを計画した。これと並行して、星細胞腫に比べ予後良好な乏突起膠腫についても並行してメタボローム解析をおこない両者の代謝産物の相違を解析した。
１．東北大学医学部倫理委員会に研究計画を提出し、倫理審査を経て承認された。
２．過去に採取した腫瘍を組織を用いて①IDH遺伝子変異型星細胞腫で悪性転化あり・なし、②IDH遺伝子変異型星細胞腫・乏突起膠腫を含む腫瘍組織40検体を用いてイオントラップ型質量分析計(Orbitrap mass spectrometer)によるメタボローム解析をおこない、悪性転化に関連する代謝産物、および星細胞腫に特異的な代謝産物をスクリーニングした。
①悪性転化のある症例で特異的にかつ十分な相違があるピークが多数得られた。それぞれのピークに相当する代謝産物候補の中から癌や細胞増殖に関連する代謝産物を反映するピークを11か所選択した。、今後、それぞれの代謝産物について合成標品での検量線から定量を行う予定である。②乏突膠腫の鑑別に有用となりうるピークが7か所多数得られ、①と同様に候補代謝産物を絞り、星細胞腫特異的な代謝産物を同定する予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通り、今年度は、研究の準備として、倫理委員会承認を経たのち、患者腫瘍検体を用いたイオントラップ型質量分析計によるメタボローム解析をおこなった。約40例の解析であり、データの取得は問題なく行われた。悪性転化あり・なしおよび星細胞腫・乏突起膠腫の2群を鑑別できるような代謝産物候補が複数得られ、次のステップに進むことが可能となった。一方で2群を分ける閾値の設定で、解析対象となるピークが膨大になるため、現実的に解析ができるような閾値の設定をおこない、さらに生物学的に意義のある代謝産物を候補として選別する必要があった。

Strategy for Future Research Activity

①悪性転化のある症例で特異的にかつ十分な相違があるピークが多数得られた。それぞれのピークに相当する代謝産物候補の中から癌や細胞増殖に関連する代謝産物を反映するピークを11か所選択した。、今後、それぞれの代謝産物について合成標品での検量線から定量を行う予定である。
②乏突膠腫の鑑別に有用となりうるピークが7か所多数得られ、①と同様に候補代謝産物を絞り、星細胞腫特異的な代謝産物を同定する予定である。
上記について、鑑別に有用な代謝産物が得られたら血清や尿、髄液でのバイオマーカーとしての有用性がないかを探索する。
さらにMR spectroscopyにてMRIによる候補代謝産物の同定方法の確立に挑戦する予定である。

Causes of Carryover

代謝産物の同定に時間がかかり、合成標識の購入が2020年度に持ち越しとなったため次年度繰越としました。