Establishment of predictive biomarkers for pancreatic cancer in IPMN using blood metabolome analysis

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K16058
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: 中野 遼太 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (40909975)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: メタボロミクス / IPMN / 膵癌 / バイオマーカー / 質量分析 / 血液

Outline of Annual Research Achievements

令和5年度は、令和4年度に続いてIPMN、及びIPMN由来膵癌・併存癌のさらなる血液検体の収集を行い、続いてIPMN/IPMN由来浸潤癌/IPMN併存膵癌の患者検体を用いた血漿メタボロミクスによる包括的代謝プロファイリングを行うことにより、膵癌発症高リスクのIPMNを検出するバイオマーカーの作成を行った。収集した血液検体65検体を用いてtraining setを作成し、構築したGC/MSの網羅的解析系の約320化合物に対してメタボローム分析を行った。training setにおいて、IPMNは画像所見や血液検査データ、病状経過から、膵癌発症low riskとhigh riskに層別化し、膵癌発症高リスクと低リスクに群別して比較検討を行った。320化合物のうち、内部標準法として解析できる153化合物に関して、単変量解析により、数種類の代謝物において、膵癌発症高リスク症例と低リスク症例での代謝物濃度の差異が認められ、膵癌高リスクの状態においては、膵癌発症前においてもメタボローム環境に変化を来たす可能性があることを発見した。また、解析した代謝物を用いた多変量解析により、膵癌発症高リスクとなるIPMNを検出する、複数の代謝物を組み合わせたバイオマーカーを構築することができた。現在は、validation setによる検証実験を行うための検体収集を続けており、追加収集した血液検体を用いたvaliation　setを作成して、GC/MSでのメタボローム分析によって、training setで構築したバイオマーカーの堅牢性を高めるための検証実験を行なっている。

Current Status of Research Progress

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

Reason

令和5年度に目標としていたメタボローム解析については、training setを作成し、層別化した高リスクIPMNと低リスクIPMNにおいて、数種類のメタボロームの差異があることを発見した。さらには多変量解析により、バイオマーカーを構築することが可能であった。今後はvalidation setでの検証となっており、概ね順調な経過で研究を進められている。

Strategy for Future Research Activity

令和6年どは、validation setにおいて、構築したバイマーカーを検証実験を行い、バイオマーカーの堅牢性を高めることを目指す。また、メタボローム解析で得られた結果を代謝経路上にマッピングすることで、IPMNの悪性化に関与する代謝環境、代謝経路を抽出し、IPMNの悪性化を検出するバイオマーカーがもつ代謝物の生理学的意義について考察し、メカニズムを検証するための動物実験などについても検討する。

Causes of Carryover

分析に用いる消耗品に関しては既に所有していた分があり、物品費は予定よりも少額になった。研究課題に関する学会出席は行ったが、研究費を使用しなかった。令和6年度ではよりサンプルサイズを拡大した分析実験を行うため、物品費として次年度へ繰り越し、さらに、得られた研究結果に関して国際学会での発表や論文作成を行い、計画通り研究を遂行する。