2012 Fiscal Year Research-status Report
生活習慣病・慢性腎臓病の新規病態解析のためのＮＭＲメタボロミクス技術の開発と応用
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24590042
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
藤原 正子 東北大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (10466534)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
戸恒 和人 東北福祉大学, 総合福祉学部, 教授 (10217515)
竹内 和久 東北大学, 薬学研究科(研究院), 客員教授 (40260426)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | NMR / メタボロミクス / 生活習慣病 / 慢性腎臓病 / 乳酸 / TCA回路 / 補酵素 |
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| Research Abstract |
24年度研究成果：
「意義・重要性」生活習慣病や慢性腎臓病は複雑な病因を含んでいるため新規な病態の把握法と解析法が必要とされている。すでに我々はＮＭＲメタボロミクス法を用いて、透析治療後に患者血中の乳酸値が増加するという新規マーカーを見出した。これを基礎として透析患者の病態ひいては腎臓病病態の本質をとらえるための新規解析を行う。
「内容」透析患者は貧血であり採血は限られるため透析廃液のNMR解析系を構築した。廃液は非侵襲的で治療最中でも採取でき、低分子成分のみのためNMR計測での定量分析に適し、分析の再現性もよい。一方血液はタンパクや脂質、低分子の混合物で定量分析の再現性も不確実であった。血液と廃液を同時点採取により1H NMRスペクトル測定し、乳酸、アラニン、バリン、クレアチニンのピーク定量の比較を行い、廃液が血液の代替として1H NMR定量分析が可能であることを証明した。廃液NMR法による患者の代謝応答を観察により、個人は再現すること、個人で応答の違いがあること、ことに原疾患によって大きく異なる応答をするという新しい知見を得た。非標的解析NMR法ならではの発見であり、標的にない新たなマーカー群の挙動を見いだした。
また乳酸からエネルギー代謝異常が示唆されたので、透析合併症である痙攣の緩和を目的としてビオチンを投与したところ著効を見た。ビオチンはＴＣＡ回路の補酵素であり、エネルギー代謝の偏りを是正する役割が示唆される。これを解明するために、血漿中のビオチンをELISA法にて定量したところ、透析患者はビオチンが蓄積していること、ビオチンが効いた患者より効きの悪い患者が見かけのビオチン蓄積が多いことが判明した。腎機能の全廃した患者がビオチンだけでなくその代謝物も体内に蓄制させ、代謝物が活性のあるビオチンを抑制していることが示唆された。ビオチン代謝物と腎臓病との関連を初めて示唆した。
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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
１．廃液NMR分析法を確立した。つまりTSPが内標として有効であり、これを用いた廃液NMRによって代謝物を定量出来、血液の代替として評価出来ることを証した。
２．廃液NMR分析法で透析患者の病態を把握できることを証明した。
透析に至る原疾患として単なる慢性腎炎からの患者と代謝異常をもつ糖尿病を原因とした患者とではNMRスペクトルでの代謝物定量の時間パターンが異なると言う予備的な発見があった。
これは従来の指標と異なり、生化学検査以外の代謝物プロファイルが意味を持つことを提起したものである。
３．個人によって代謝応答が特異的であることを発見した。これは個別化医療を展望出来る物である。非標的法としてのNMRメタボロミクスならではの発見である。
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| Strategy for Future Research Activity |
・4年度にNMRプロファイリング法で得た透析患者の原疾患による違いについて、さらに患者数を増やして時系列列追跡を行い、確実なものとする。
・代謝異常を持つ糖尿病者のプロファイリングが代謝異常を持たない慢性腎疾患患者と異なるという予備的知見を得ておりこれを特定する。血糖値だけでない、新たなメタボロームプロファイルを検出する。
・代謝異常を持たない慢性腎疾患患者においても、NMRスペクトルパターンの違いが見られたため、これを確定するために、さらに原疾患を分類して患者数を増やして解析を行う。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
・NMRメタボロミクス法の新規開発として、まずエネルギー代謝については、31P測定によりATP/AMP比を定量することを検討する。これも廃液を用いて行う事で新規な結果を期待出来る。透析患者においてATPなどのエネルギー関連代謝物の挙動を観察することは従来行われなかったことから、新規情報が得られることが期待される。
・次に、血漿についてはdiffusion filter法で脂質のプロファイルを検討する。これを脂質異常症の代謝プロファイル特定の基礎とする。脂質分析においては共通因子法を開発する。
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