新規核酸バイオマーカー cfDNAのオーダーメイド運動処方への応用

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K11434
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 川上 康 筑波大学, 医学医療系, 教授 (70234028)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 前田 清司 筑波大学, 体育系, 教授 (30282346) ; 竹越 一博 筑波大学, 医学医療系, 教授 (40261804)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: cfDNA / 運動 / 運動マーカー

Outline of Annual Research Achievements

【背景】リキッドバイオプシーによって抽出が可能となったCell-free DNA (cfDNA)は、様々な急性及び慢性疾患の非侵襲的バイオマーカーとして研究が進められている。cfDNAは、アポトーシスやネクローシス、免疫細胞によるネットーシス由来であると考えられている。 このcfDNAが、運動後に血液中で急速に上昇し、その後数時間で安静値に戻ることが報告されている。しかし、運動によるcfDNAの研究は血液を用いたものばかりであり、非侵襲的な尿中での検討は行われていない。また、運動による血中cfDNAの変化についての生理的意義が不明であり、運動の強度、時間、様式を区別し、調査していく必要がある。【実験】フルマラソンに参加した成人男性を対象とした。フルマラソンの前後で採血、採尿を行い、cfDNA量、その他マーカーを測定した。さらに血清cfDNAにおいて特的配列が存在するかどうか調べるために、次世代シーケンサーを用い、網羅的にシーケンスを行い、データを取得後、様々なバイオインフォマティクス解析を用い、特的配列を探索した。【結果】血清中に加え、尿cfDNA中のmtDNA量が、フルマラソン直後で有意な上昇がみられた。また筋損傷マーカーや白血球数も、フルマラソン直後で有意に上昇した。血清cfDNAと白血球数、ラクトフェリン、クレアチニン（CRE）のフルマラソン前後の上昇幅には相関が見られた。さらに血清cfDNAにおいて特的配列の存在が確認でき、本配列は通常のゲノム領域の1万倍以上の存在比で血清中に残留していることが明らかとなった。【結論】フルマラソンを含む走運動により血液・尿Cell-free DNA量が増加する事、血清cfDNA中には特異的な配列が存在する事が明らかとなった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

すでにマラソンで検体を収集し、ほぼ主要解析を済ませた（概要に報告）。

Strategy for Future Research Activity

運動によるｃｆＤＮＡ上昇の分子機序を培養細胞を用いて検討する。

Causes of Carryover

消耗品である試薬の調達が予想より安価にできたため未使用額が生じた。
次年度使用額として消耗品（主に試薬）に使用する予定である。