2021 Fiscal Year Research-status Report
便プロテオーム解析を用いた小児外科疾患のトランスレーショナルリサーチ
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20K20469
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
藤代 準 東京大学, 医学部附属病院, 教授 (60528438)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須田 亙 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 副チームリーダー (20590847)
川島 祐介 公益財団法人かずさDNA研究所, ゲノム事業推進部, ユニット長 (30588124)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 便 / プロテオーム解析 / 胆道閉鎖症 / 早期診断バイオマーカー / 胎便 / 腸内細菌叢 / 急性虫垂炎 / 尿 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
胆道閉鎖症（BA）の早期診断と早期治療を目指し非侵襲的に採取可能な便を利用して、かずさDNA研究所と共同して開発したData-independent acquisition mass spectrometry（DIA）ベースの便プロテオーム解析を利用したBAの早期診断バイオマーカーの探索研究を継続している。2020年度は本研究成果を国際誌に発表することができ、2021年度は国内外の学会で多く発表し評価を得た。
また、胎便中に含まれるヒト由来タンパク質に着目して、NEC(Necrotizing enterocolitis)、MRI(Meconium related ileus)、ミルクアレルギーなどの新生児期に発症する消化管疾患のバイオマーカー探索および病因の解明を目的とした胎便研究に着手している。約2年間の間に東京大学医学部附属病院で259症例の胎便を収集することができ、既にプロテオーム解析を用いた解析を終了している。本研究では、胎便中に存在する5000種類以上のヒト由来タンパク質の検出に成功し、詳細な臨床データを加えて、統計学的手法および人工知能(AI)を用いた解析に進んでいる（unpublished data）。本研究成果は、2022年度の学会で発表予定である。
さらに、腸内細菌叢解析研究では、共同研究機関である筑波大学および理化学研究所と連携して、小児急性虫垂炎患児の唾液、便、虫垂内容液を採取し解析を行った。本研究成果は2021年度の国内学会で発表し国際誌への論文投稿段階にある。
加えて、尿プロテオーム解析を用いた小児の腎盂・尿管移行部狭窄症(UPJO)に関する研究にも着手し、本研究成果は2021年度の国際学会で発表した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
かずさDNA研究所と共同して、Data-independent acquisition mass spectrometry（DIA）ベースのプロテオーム解析の構築に成功した。また、これを便解析に応用することで、DIAベースの便プロテオーム解析の構築にも成功している。胆道閉鎖症（BA）は、早期診断と早期治療が患児予後と直結する小児外科疾患であるが、有用な診断バイオマーカーはなく診断には難渋する。そこで、新たに構築したDIAベースの便プロテオーム解析を用いて、BAの早期診断バイオマーカーの探索を開始し、BAの早期診断バイオマーカー候補となる便中のタンパク質を同定した。本研究成果は、国際誌（proteomes）に報告した。また、国内外の学会において発表し評価を得ている。また、共同研究機関と連携し、BAや鑑別診断となる乳児胆汁うっ滞性疾患（non-BA）の便回収を継続できている。さらに、胎便研究、小児急性虫垂炎研究、尿を用いた小児の腎盂・尿管移行部狭窄症（UPJO）研究などのプロジェクトも精力的に進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
DIAベースの便プロテオーム解析を利用して胆道閉鎖症（BA）の早期診断バイオマーカーの探索を継続する。CEACAM１やその他のBA早期診断バイオマーカー候補タンパク質の同定が進めば、実臨床を想定して ELISA（enzyme-linked immunosorbent assay）SRM（ selected reaction monitoring ）を用いた解析を同時に行なっていく。加えて、プロテオーム解析と腸内細菌叢解析を用いた胆道閉鎖症術後の腸内環境の研究を推進し、術後胆管炎のリスクファクターおよび早期診断バイオマーカの探索を推進する。また、胎便研究を推進し、NEC(Necrotizing enterocolitis)、MRI(Meconium related ileus)、ミルクアレルギーなどの新生児期に発症する消化管疾患のバイオマーカー探索および病因解明をめざす。さらに、腸内細菌叢解析、便プロテオーム解析、メタボローム解析を駆使して、小児炎症性腸疾患、ヒルシュスプルング病関連術後腸炎（HAEC）、短腸症候群の層別化、予後予想、早期治療介入を目指したオミクス研究に着手する。
各疾患のコントロールとしても重要となる各年代における健常小児の便解析を進めており、健常小児の便中に含まれる、ヒトタンパク質プロファイルの作成を継続して目指していく。
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| Causes of Carryover |
旅費等の支出の減少により、次年度使用額が生じた。
次年度使用額については、今年度の研究計画および機器購入等により使用予定である。
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Research Products
(10 results)
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[Presentation] Discovery of candidate stool biomarker proteins for biliary atresia using deep proteome analysis by data-independent acquisition mass spectrometry (Young Scientist Award) (Agilent Technology Award)2021
Author(s)
Eiichiro Watanabe, Yusuke Kawashima, Wataru Suda, Tomo Kakihara, Shinya Takazawa, Daisuke Nakajima, Ren Nakamura, Akira Nishi, Kan Suzuki, Osamu Ohara, Jun Fujishiro.
Organizer
10th AOHUPO. 2021.6.30-7.2 Pusan, Korea
Int'l Joint Research
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[Presentation] Discovery of candidate stool biomarker proteins for biliary atresia using deep proteome analysis by data-independent acquisition mass spectrometry(AOHUPO Presentation Award)2021
Author(s)
Eiichiro Watanabe, Yusuke Kawashima, Wataru Suda, Tomo Kakihara, Shinya Takazawa, Daisuke Nakajima, Ren Nakamura, Akira Nishi, Kan Suzuki, Osamu Ohara, Jun Fujishiro.
Organizer
第19回大会JHUPO. 2021.7.19-21. 徳島
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[Presentation] Discovery of candidate stool biomarker proteins for biliary atresia using deep proteome analysis by data-independent acquisition mass spectrometry(The Best Asian Poster Award)2021
Author(s)
Eiichiro Watanabe, Yusuke Kawashima, Wataru Suda, Tomo Kakihara, Shinya Takazawa, Daisuke Nakajima, Ren Nakamura, Akira Nishi, Kan Suzuki, Osamu Ohara, Jun Fujishiro.
Organizer
HUPO. 2021.11.15-19. Vancouver, Canada
Int'l Joint Research
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