2020 Fiscal Year Research-status Report
オミクス解析による結石形成分子ネットワーク解明とゲノム創薬による新規治療薬の開発
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20K22982
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
茶谷 亮輔 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 臨床研究医 (80881755)
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| Project Period (FY) |
2020-09-11 – 2022-03-31
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| Keywords | 尿路結石 / オミクス解析 / トランスクリプトーム解析 / プロテオーム解析 / メタボローム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は「オミクス解析による結石形成分子ネットワーク解明とゲノム創薬による新規治療薬の開発」と題しており、他因子疾患である尿路結石形成のメカニズム解明と創薬を目指している。尿路結石症は遺伝的な要因と環境要因が複雑に関係して発症することがこれまでの報告で分かっている。それを裏付けるように多くの関連分子が報告されているため、これらの分子を網羅的に調べるオミクス解析が有効と考え本研究を執り行っている。
本研究はStep1「検体収集」、Step2「検体のマルチオミクス解析」、Step3「ゲノム創薬」の3段階で構成されている。
Step1の進捗として、患者から得た検体を保存する試薬と冷凍庫を確保した。また患者から同意を取得、十分な説明を行い、検体を採取して保存するシステムの構築を行った。患者の検体採取をすでに開始している。
Step2の進捗として、各解析が適切に検体を評価できるかを検証中である。特にたんぱく、代謝産物の網羅的解析はゲノムやRNAの解析に比べ技術的に新しく、本研究で解析予定である腎乳頭を正しく評価できるかを十分に検証する必要がある。それらをより正確に算出するための実験として、マウスの腎臓検体において予定している解析を行った。その結果をもとに患者検体の必要量と、解析に際しての前処理のプロトコールを確立した。またStep2とStep3においては、バイオインフォマティクスの技術が不可欠である。まずはマウスの検体で得られた網羅的情報を解析することにより、技術の習得を目指している。また本研究の解析に必要な計算リソースを確保するため手続きを進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究開始時に予想していた1年間の進捗としてはやや遅れていると考える。2点予期していなかった事項があった。
一つ目に、各網羅的解析を行う上で、特に腎乳頭の組織について採取量の決定を行う必要があった。腎乳頭は結石形成が行われる部位であり、同部位の網羅的解析は結石形成過程の解明に重要な情報を多くもたらしてくれるものと考えているが、同部位の網羅的解析の実績は世界的に多くない。特にたんぱくや代謝産物の解析についてどの程度検体量が必要か正確に知る必要があったため、マウスによる動物実験を行い、必要な検体量につき調べたことが予期していなかった事項と言える。
二つ目に、他研究ですでに採取を開始していた検体や臨床情報を本研究にも利用するために、追加で倫理委員会に申請して承認を得る必要があったことである。本研究は患者の遺伝情報を扱う。特定の疾患を判明させ得る解析では無いとはいえ、遺伝情報は患者にとって究極の個人情報であるため、その扱いには細心の注意を払う必要があり、データの利用範囲、保存場所、管理体制、暗号化匿名化、解析先の選定などを再度見直し構築する必要があった。
以上のことから研究全体は予定よりやや遅れているという状態である。最も長い時間を要すると考えられる、患者の検体の回収は開始されているが、本研究の参加条件に適合する患者が順調に増えていくかは残念ながら未知数である。患者から検体を採取した後は、順次網羅的解析に移っていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究のStep1「検体収集」、Step2「検体のマルチオミクス解析」、Step3「ゲノム創薬」において、Step1が稼働し始めたのが現状である。本研究で最も時間と労力を要するのは検体の収集である。臨床現場で対象となる患者を把握し、その検体を画一的に漏れなく回収することが本研究での最重要事項と考えている。そのシステム構築がほぼ完了しており、検体の収集が始まっている。解析の検出力を増すためにさらに多くの検体を収集してく必要がある。
また検体の収集が終了次第、Step2の解析と移っていく。Step2を行う上での実験プロトコールや委託業者はすでに確定しているため予定通り執り行う。
Step3については、今後必要な事項は、バイオインフォマティクス技術の習得とライブラリ調整法の確率である。尿路結石症に関連する遺伝子の情報をもとに、既存の薬剤から効果があるものを探索するには、患者の遺伝多型(SNP)から原因となる遺伝子を候補として抽出する必要があり、SNPのimputationやゲノム関連解析(GWAS)の技術が必要になってくる。まずはそれを習得する必要がある。ドラッグスクリーニングのための薬剤ライブラリを選定する必要がある。ライブラリの選定にもStep2の解析結果を咀嚼する必要があるためバイオインフォマティクス技術が必要である。また今までの研究で、本教室で確立されてきた培養細胞とシュウ酸カルシウム結晶の付着実験によってライブラリを評価するが、本研究用に実験法を調整する必要がある。
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| Causes of Carryover |
研究1) 継続的なゲノム情報と臨床情報の集積、すなわちバイオバンクの形成、研究2)対象検体の遺伝情報の解析と組織に含まれる分子の横断 的オミクス解析、研究３）ゲノム創薬の３つのステップで研究を続けていく。初年度は研究１）を遂行したが、試薬の節約等で次年度使用が生じた。次年度に繰越研究２）研究３）で有益な結果を出したい。
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Research Products
(1 results)
