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2013 Fiscal Year Research-status Report

プロテオーム・メタボローム解析を用いたALS発症機構の解明とバイオマーカーの探索

Research Project

Project/Area Number 24659300
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

及川 伸二  三重大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (10277006)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 冨本 秀和  三重大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80324648)
Keywords筋萎縮性側索硬化症 / 酸化ストレス / 脳脊髄液 / プロテオーム / バイオマーカー
Research Abstract

筋委縮性側索硬化症(ALS)は主に中年以降に発症し、一次運動ニューロン(上位運動ニューロン)と二次運動ニューロン(下位運動ニューロン)が選択的にかつ進行性に変性・消失していく原因不明の疾患である。ALSの診断には上位ニューロンと下位ニューロン変性の所見が必要であるが、類似した症状を呈する疾患はほかにもあり、確実に診断できる特異的検査もない。また初期には所見が少なく、診断のために長期経過を観察する必要があり時間がかかる。さらに、ALSの特異的バイオマーカーはまだ世界では確立されていない。そこで、本研究では、蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動(2D-DIGE)法を用いてALSの早期発見のためのバイオマーカーの探索を行った。
ALS患者群の脳脊髄液と非神経変性疾患患者(コントロール)群の脳脊髄液からタンパク質を抽出し、二次元ディファレンスゲル電気泳動を行った。脳脊髄液は中枢神経系と解剖学的に近接しており、神経変性疾患において脳の変化を強く反映する。各群においてタンパク質発現量の定量解析を行った結果、統計学的に有意差の見られたスポットは全部で58個あり、そのうち24個がALS患者群で増加、34個が低下していた。検出できた58個のスポットについてMALDI-TOF/TOF/MS解析により、タンパク質の同定を行った。その結果、プロスタグランジンH2-Dイソメラーゼ、トランスサイレチン、チロキシン4、アポリポプロテインE、セロトランスフェリンがALS患者群の脳脊髄液で有意に増加していることが明らかになった。これらのタンパク質はALSの診断のバイオマーカーになる可能性がある。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

昨年度採取した非ALS患者の脳脊髄液を対照群とし、蛍光標識二次元ディファレンスゲル電気泳動を行いタンパク質発現量の統計解析を行ったところ、非ALS患者群内での発現変動が大きく、ALS患者との比較が困難であった。従って、本年度は、非神経変性疾患患者の脳脊髄液を採取し対照群とした。その結果、ALS患者で増加または減少しているタンパク質の同定に成功した。また、酸化損傷タンパク質解析のため、各サンプルからタンパク質100ugを濃縮・精製した。

Strategy for Future Research Activity

今後は、ALS患者と非神経変性疾患患者の脳脊髄液の二次元電気泳動-ウェスタンブロット解析を行い、変動のあったスポットについて酸化損傷タンパク質の同定を進めていく。同時に、メタボローム解析法を用いて、脳脊髄液中の代謝産物を網羅的に解析する。さらに、メタボローム解析はアミノ酸や神経伝達物質の定量解析も可能であるため、本年度では各種質量分析計(GC-TOF、GC-MS、Orbitrapなど)を用いて酸化損傷されたアミノ酸の検出に挑戦する。

  • Research Products

    (16 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Proteomic analysis of carbonylated proteins in the monkey substantia nigra after ischemia-reperfusion.2014

    • Author(s)
      Oikawa S, Kobayashi H, Kitamura Y, Zhu H, Obata K, Minabe Y, Dazortsava M, Ohashi K, Tada-Oikawa S, Takahashi H, Yata K, Murata M, Yamashima T.
    • Journal Title

      Free Radic Res.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nile Blue Can Photosensitize DNA Damage through Electron Transfer.2014

    • Author(s)
      Hirakawa K, Ota K, Hirayama J, Oikawa S, Kawanishi S.
    • Journal Title

      Chem Res Toxicol.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationships of alpha-SMA-positive fibroblasts and SDF-1-positive tumor cells with neoangiogenesis in nasopharyngeal carcinoma.2014

    • Author(s)
      Wang S, Ma N, Kawanishi S, Hiraku Y, Oikawa S, Xie Y, Zhang Z, Huang G, Murata M.
    • Journal Title

      BioMed Research International

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expression of proteins associated with adipocyte lipolysis was significantly changed in the adipose tissues of the obese spontaneously hypertensive/NDmcr-cp rat.2014

    • Author(s)
      Chang J, Oikawa S, Iwahashi H, Kitagawa E, Takeuchi I, Yuda M, Aoki C, Yamada Y, Ichihara G, Kato M, Ichihara S.
    • Journal Title

      Diabetol Metab Syndr.

      Volume: 6(1):8 Pages: -

    • DOI

      doi: 10.1186/1758-5996-6-8.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inflammation-related DNA damage and expression of CD133 and Oct3/4 in cholangiocarcinoma patients with poor prognosis.2013

    • Author(s)
      Thanan R, Pairojkul C, Pinlaor S, Khuntikeo N, Wongkham C, Sripa B, Ma N, Vaeteewoottacharn K, Furukawa A, Kobayashi H, Hiraku Y, Oikawa S, Kawanishi S, Yongvanit P, Murata M.
    • Journal Title

      Free Radic Biol Med.

      Volume: 65 Pages: 1464-1472

    • DOI

      doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2013.07.034.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Genome-wide methylation profiling of DNA methylation in nasopharyngeal carcinoma2014

    • Author(s)
      Weilin Zhao, Shuming Wang, Kaoru Midorikawa, Ning Ma, Yusuke Hiraku, Shinji Oikawa, Mariko Murata
    • Organizer
      第84回日本衛生学会学術総会
    • Place of Presentation
      岡山市、岡山コンベンションセンター
    • Year and Date
      20140525-20140527
  • [Presentation] The interaction of cancer-associated fibroblasts and tumor cells with endothelial progenitor cells may facilitate angiogenesis in nasopharyngeal carcinoma2014

    • Author(s)
      Shumin Wang, Ning Ma, Shosuke Kawanishi, Kaoru Midorikawa, Yusuke Hiraku, Shinji Oikawa, Mariko Murata
    • Organizer
      第84回日本衛生学会学術総会
    • Place of Presentation
      岡山市、岡山コンベンションセンター
    • Year and Date
      20140525-20140527
  • [Presentation] パーキンソン病患者の血漿中カルボニル化タンパク質の同定2014

    • Author(s)
      北村祐貴, 都築政弘, 佐々木良元, 市原佐保子, 松永誠治郎, 水野章, 村田真理子, 冨本秀和, 及川伸二
    • Organizer
      第84回日本衛生学会学術総会
    • Place of Presentation
      岡山市、岡山コンベンションセンター
    • Year and Date
      20140525-20140527
  • [Presentation] MicroRNA alterations in pollinosis development under prophylactic sublingual immunotherapy2014

    • Author(s)
      Bo Hou, Yusuke Hiraku, Shinji Oikawa, Mariko Murata
    • Organizer
      第84回日本衛生学会学術総会
    • Place of Presentation
      岡山市、岡山コンベンションセンター
    • Year and Date
      20140525-20140527
  • [Presentation] Proteomic analysis of carbonylated proteins in the substantia nigra of Japanese monkey after ischemia-reperfusion2014

    • Author(s)
      Yuki Kitamura, Tetsumori Yamashima , Mariko Murata, Shinji Oikawa
    • Organizer
      SFRRI 2014 (17th Biennial Meeting of the Society for Free Radical Research International)
    • Place of Presentation
      京都市、京都国際会館
    • Year and Date
      20140323-20140326
  • [Presentation] 天然色素purpurinによるDNA損傷機構2013

    • Author(s)
      北村祐貴、及川伸二、福嶋綾、川西正祐、村田真理子
    • Organizer
      第42回日本環境変異原学会
    • Place of Presentation
      岡山市、岡山コンベンションセンター
    • Year and Date
      20131129-20131130
  • [Presentation] パーキンソン病患者の血漿における酸化損傷タンパク質の同定2013

    • Author(s)
      都築政弘、北村祐貴、栗本将多、山嶋哲盛、及川伸二
    • Organizer
      第22回海馬と高次脳機能学会
    • Place of Presentation
      金沢市
    • Year and Date
      20131012-20131013
  • [Presentation] Analysis of microRNA dysregulation and target genes in nasopharyngeal carcinoma2013

    • Author(s)
      Shumin Wang, Yingxi Mo, Kaoru Midorikawa, Zhe Zhang ,Guangwu Huang, Ning Ma, Yusuke Hiraku, Shinji Oikawa, Mariko Murata
    • Organizer
      第72回日本癌学会総会
    • Place of Presentation
      横浜市、パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20131003-20131005
  • [Presentation] Proteomic analysis of the monkey hippocampal DG after the ischemia-reperfusion2013

    • Author(s)
      Yuki Kitamura, Shinji Oikawa, Tetsumori Yamashima, Mariko Murata
    • Organizer
      HUPO 2013 (12th Human Proteome Organization World Congress)
    • Place of Presentation
      横浜市、パシフィコ横浜
    • Year and Date
      20130914-20130918
  • [Presentation] 酸化ストレス暴露後のサル脳海馬CA1と歯状回(DG)における酸化損傷タンパク質のプロテオミクス解析2013

    • Author(s)
      及川伸二、栗本将多、山嶋哲盛、村田真理子
    • Organizer
      第66回日本酸化ストレス学会学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20130613-20130614
  • [Presentation] パーキンソン病における血漿タンパク質の酸化損傷度解析

    • Author(s)
      都築政弘、佐々木良元、市原佐保子、松永誠治郎、水野章、村田真理子、冨本秀和、及川伸二
    • Organizer
      日本酸化ストレス学会東海支部 第2回学術大会
    • Place of Presentation
      岐阜市、岐阜薬科大学本部学舎

URL: 

Published: 2015-05-28  

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