2013 Fiscal Year Annual Research Report
キラルアミノ酸メタボロミクスを基盤とするアミノ酸代謝障害の網羅的早期診断法開発
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25293007
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
濱瀬 健司 九州大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (10284522)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
植田 正 九州大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (90184928)
小柳 悟 九州大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (60330932)
相磯 貞和 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (60138013)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 分析化学 / メタボロミクス / アミノ酸 / 光学分割 |
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| Research Abstract |
アミノ酸代謝障害は、代謝関連酵素が欠損または正常な活性を示さないために生じ、フェニルケトン尿症などの芳香族アミノ酸代謝障害、メープルシロップ尿症などの分岐鎖アミノ酸代謝障害、ホモシスチン尿症などの含硫アミノ酸代謝障害、シトルリン血症などの尿素サイクル障害といった様々な疾患が存在する。これらは代謝上流のアミノ酸蓄積や、下流のホルモンなどの不足が原因で発症するが、症状はいずれも発育障害、知能障害、嘔吐、痙攣など極めて類似しており、外見での鑑別は困難である。一方でアミノ酸代謝障害は、代謝マップでの障害部位が特定されると適切な食事療法が著効を示すことが多く、重篤な知能障害、発育障害などの発症を防止するため一刻も早い診断と早期治療の開始が切望される。
応募者はこれまでの研究において、D体とL体を区別することで従来のアミノ酸分析値よりも数倍から数十倍の変動を示す鋭敏な指標が存在することを見出し、これをアミノ酸代謝障害の早期診断に利用することで罹患者の生涯QOLを大きく改善できると考えている。平成２５年度は、アミノ酸代謝関連化合物についてD体とL体を切り分けて網羅的に分析するキラルアミノ酸メタボローム分析法を開発するため、タンパク質構成全アミノ酸20種に加えて代謝マップに存在する様々な関連アミノ酸について分離条件を確立した。
具体的には芳香族アミノ酸代謝障害として、キヌレニン、キヌラミン、DOPA、尿素サイクル障害としてオルニチン、シトルリン、分岐鎖アミノ酸代謝障害としてアロイソロイシンの逆相分離条件および光学分割条件を決定した。併せて、含硫アミノ酸代謝障害としてこれまで不可能であったシステイン・シスチンのキラル一斉分析を達成した。
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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
平成２５年度には芳香族アミノ酸代謝障害として、キヌレニン、キヌラミン、DOPA、尿素サイクル障害としてオルニチン、シトルリン、分岐鎖アミノ酸代謝障害としてアロイソロイシンの逆相分離条件および光学分割条件を決定するとともに、含硫アミノ酸代謝障害としてこれまで不可能であったシステイン・シスチンのキラル一斉分析を達成している。特にシステイン・シスチンのキラル同時分析はこれまで不可能とされていた課題であり、研究計画は順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度は、平成２５年度までの結果を統合し、代謝関連キラルアミノ酸の二次元一斉分析システムを作製する。併せて、各種アミノ酸代謝障害のモデルマウスを用いてキラルアミノ酸メタボロームを解析し、新規診断指標の探索を行う。芳香族アミノ酸代謝障害については「フェニルケトン尿症（Pahenu2/Jマウス）」、分岐鎖アミノ酸代謝障害については「メープルシロップ尿症（Dbttm1Geh/Jマウス）」を中心に検討する。含硫アミノ酸代謝障害は「ホモシスチン尿症（Cbstm1Unc/Jマウス）」、尿素サイクル障害は「シトルリン血症（Ass1tm1Bay/Jマウス）」などを検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究計画では多種のキラルアミノ酸について二次元一斉分析を行うためのデュアルマルチループシステム開発と高感度長寿命検出器の開発費用として平成２５年度から２６年度にかけて、それぞれ約１５０万円を予定していた。しかし平成２５年度の研究ではシステム設計や試作段階の検討を優先的に行ったため、高額な費用が発生しなかった。
上記の高感度長寿命蛍光検出器並びに多成分一斉分析を行うためのデュアルマルチループバルブの開発は平成２６年度も引き続き行うため、その開発費として使用する。
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