metabolome analysis focusing on the malignant transformation of astrocytoma

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K09520
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56010:Neurosurgery-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Masayuki Kanamori 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 / oligodendroglioma / malignant transformation / biomarker

Outline of Final Research Achievements

We searched for useful metabolites for (1) malignant transformation of astrocytoma and (2) intraoperative differentiation of astrocytoma and oligodendroglioma. Metabolome analysis was performed on the frozen tissue using an ion trap type mass spectrometer. Uric acid was listed as a candidate for (1), and Hypoxanthine, Inosine, and Cystine were listed as candidates for (2). In Validation, (1) Uric acid had AUC 0.75, and (2) Hypoxanthine, Inosine, Proline, and Cystine had AUC 0.74, 0.73, 0.74. It was possible to evaluate the malignancy from the metabolite concentration and distinguish between oligodendroglioma and astrocytoma.

Free Research Field

悪性脳腫瘍のバイオマーカー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳腫瘍の鑑別診断、悪性度評価は実臨床では画像診断、病理診断に負うところが大きい。本研究では網羅的な代謝産物解析をおこない鑑別診断、悪性度評価に有用なバイオマーカーを同定した。これまでにこのようなアプローチでの解析はない。代謝産物の測定は２０分以内に結果がでるため術中迅速組織診断に新たな情報が加わることが証明され、他臓器腫瘍にも応用可能な方法を開発した点が本研究での意義である。