Detection of blood biomarkers for Alzheimer's disease by horn-type ESR

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K12626
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 上田 徹 大分大学, 医学部, 客員研究員 (90315333)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小林 正 大分大学, 理工学部, 名誉教授 (30100936)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: ADの早期診断方法 / ESRバイオマ－カ－検出キット / 磁場/周波数掃引QD法 / コルゲートホーン型ESR装置

Outline of Annual Research Achievements

本研究の概要は、発症前アルツハイマー病（AD）の末梢血サンプルにおいて、フリーラジカル関連のバイオマーカー：ラジカル化凝集アミロイド蛋白（Aβ）を特殊なキットを使って検出し、新規に開発された周波数掃引仕様の小型化電磁ホーン型電子スピン共鳴（Elecrton Spin Resonance；ESR）装置で定量化すること、新規末梢血バイオマーカーであるラジカル化凝集Aβが、ADの早期発見の一指標となり得るか検討することである。
当該年度の目的は、①ADの早期診断方法を確立するため、AD発症前の末梢血サンプル（血漿）における新規なバイオマーカーの開発を行うこと②新規バイオマーカーの測定のため、感度・操作性などを向上した小型化周波数掃引仕様電磁ホーン型ESR装置を開発すること
であった。まず①において、βアミロイド蛋白の検出に使われているキット（ELISA; サンドイッチ法）を参考に新たなESRバイオマーカー検出キットを作製。発色液の代わりに、スピントラップ剤を使う予定としていた。従来のバイオマーカー検出キットを作製している企業と提携して研究を推進することにしていたが、前年度と同じくコロナ流行のため新規ESRバイオマーカー検出キットの作製まで至らなかった。②においては他研究費と合同で、磁場/周波数掃引QD法コルゲートホーン型ESR装置を開発し、ハード面でHEMTとコルゲートホーンにより大幅な信号増大と計測の優位性が得られた。またソフト面では積算とFFTフィルタ‐処理でHEMT増幅時のノイズ幅を減らしS/N比で10倍程度の感度が向上した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新規ESRバイオマーカー検出キットの開発を、関連企業と合同で行う予定であったが、コロナ禍の影響で全く進行してない。その一方で、磁場/周波数掃引QD法コルゲートホーン型ESR装置の開発が進んだ。

Strategy for Future Research Activity

コロナ禍が落ち着き次第、関連企業と合同で、新規ESRバイオマーカー検出キットを速やかに開発する。同時に磁場/周波数掃引QD法コルゲートホーン型ESR装置の感度の向上を目指す。ESRバイオマーカー検出キットができ次第、既に販売されているラットADモデルを使って、本法がADの早期発見の一指標となり得るか検討する

Causes of Carryover

コロナ禍で、関連企業と合同での新規ESRバイオマーカー検出キットの開発が進まなかった。最終年度では、ESRバイオマーカー検出キットの開発、磁場/周波数掃引QD法コルゲートホーン型ESR装置の改良および小型化、ラットADモデルの購入に残額を使用する予定である。