Pathological diagnosis by paraffin section proteotyping that opens up a new field of molecular pathology

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19365
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Uchida Yasuo 東北大学, 薬学研究科, 准教授 (70583590)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2023-03-31
• Keywords: プロテオタイピング / パラフィン切片 / 病理診断 / 分子病理学 / レーザーマイクロダイセクション

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study was to realize a new pathological diagnosis called 'proteotyping' with high accuracy using paraffin tissue. We successfully developed a new method to quantitatively elucidate the pathological molecular mechanisms in the tissue regions or cells of interest in paraffin sections, by combining the laser microdissection, facilitated protein extraction and trypsin digestion by the PCT method, accurate and comprehensive mass spectrometry measurements by the SWATH method, and in silico peptide selection in data analysis. The application of this method to tissue sections of cerebral amyloid angiopathy has demonstrated that it is an effective method for exploring and elucidating novel molecular mechanisms in human brain diseases at the protein level.

Free Research Field

臨床プロテオミクス

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

タンパク質の“定量”は診断などの様々な臨床的な目的に欠かせない手法である。しかし、日常的な病理診断に利用されているFFPE組織に対して有用な定量法は確立されておらず、挑戦的な課題とされてきた。本研究によって、FFPE検体で利用可能な、高精度かつ網羅的なタンパク質定量技術が開発された。細胞内分子ネットワークでのあらゆる分子・カスケードの活性化状態を定量的に評価する診断基盤が確立し、最も活性化している責任分子・カスケードの同定が可能になり、患者毎に最適化された治療が実現できる。