2015 Fiscal Year Research-status Report
放射光Ｘ線による微量元素異常疾患の高精度イメージング診断
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26461534
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| Research Institution | Fujita Health University |
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Principal Investigator |
松浦 晃洋 藤田保健衛生大学, 医学部, 教授 (70157238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杵渕 幸 藤田保健衛生大学, 医学部, 准教授 (30244346)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 放射光 / 蛍光Ｘ線 / 微量元素 / ウィルソン病 / メンケス病 / ヘモクロマトーシス / 病理診断 / 発症機序 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
日本にある世界最高レベルの放射光施設を用い、主に小児科領域の銅・鉄・亜鉛等の微量元素異常疾患を正確に把握し病態解明を行うことを目標に鋭意研究を遂行中である。「微量元素異常」としては遺伝性の病気として、鉄・銅・亜鉛の代謝異常が知られているが、稀な疾患であり、生活習慣病やがんなどの病気ほどに医学的な注目を集めたことはなかった。銅や鉄の代謝経路に関与する吸収体、トランスポーター、シャペロンなどが同定され、精緻な恒常性維持機構が次々と明らかにされつつある。しかしながら、ヒトの病気における微量元素の関与や病態生理は必ずしも十分ではない。旧来の生化学的手法やアイソトープ、センサーを用いた手法では動きのあるプールlabile poolの状況の把握がせいぜいで、組織・細胞レベルでの微量元素の局在や病変との関連は未解明である。いくつかの問題を解決するため、塩基配列決定法の改良と針生検試料での生化学的解析を厳密に行った。前者は病原変異を有しない例が間違いなく存在し、後者は微量だと誤差が生じやすい。また、微小採取試料の場合測定困難であることも多い。これまでの研究において、原子吸光法やICP発光分析法は単位重量当たりの測定感度は極めて高いが、採取量が十分量ないと正確な濃度測定ができない。一方、放射光X線による組織切片の解析は非常に薄い切片があれば十分元素特異的なシグナルが得られる。現実的には遙かに少ない試料で測定可能である。さらにスキャン法、画像化プログラムを開発し、微量元素の可視化は順調に進行している。微細切片での銅の局所濃度の定量が成功が近い。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
ウィルソン病の発症前診断の一助となることが明らかになり、ウィルソン病の早期診断の臨床研究を開始しました。銅欠乏メンケス病については初代培養株・不死化細胞株を得て、銅負荷試験を行い、メンケス病細胞では細胞内に取り込まれた銅が出にくいことを明らかにした。ヘモクロマトーシスは日本では遺伝性のものは少ないが、全国の医療機関の協力者から、ヘモクロマトーシス、原因不明の肝硬変で鉄染色陽性のもの、続発性のヘモジデローシス等を集積し、鉄の分布の解析が進行中である。予想よりも多くの結果を得ることができた。１つにはKEK-PFを用い広い範囲の組織解析が容易になった。
濃度の判った生体試料を参照して比較するとともに、局所濃度の絶対値の決定を行っている。銅については標準試料が準備でき、組織切片から得られる銅特異的光子数との比較を行っている。研究成果は英語論文にて投稿リバイス中の物が2編ある。国内では第104回日本病理学会において「光科学の進歩と医学・病理学研究」というシンポジウムを企画発表した。The 13th Symposium on X-ray Imaging Optics第13回Ｘ線結像光学シンポジウムに招待され講演した。ISTERH2015 (XIth International Society of Trace Element Research in Humans) 第11回国際微量元素学会のシンポジウム（クロアチア）に招かれ発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
測定手順の標準化を行う。どこの放射光施設でどこまで行うかを明確にする。
広範囲測定から中等度の範囲測定はKEK-PFにて、そこでわかった情報を元にSPring-8にて高解像度測定を行う。絶対定量可能な元素種を増やす。
変異蛋白の病変組織での局在、病型毎の網羅的遺伝子発現パターンの解析をRNAseqやアレイ解析を組み合わせて行う。臨床診断に役立てるため、UMIN-CTRに登録した臨床試験として行うことで、臨床情報の豊富な症例を解析することで、早期確定診断に加え、治療効果判定、効果予測に役立てる。
重金属元素の代謝経路が相互に関連することが知られてきたので、複数の微量元素の局在・量と相互作用の可能性を注意深く検討する。神経発生、腫瘍増殖のための血管形成や増殖シグナル伝達、アルツハイマー病繊維凝集ほか、これまで予想されなかった生体反応に微量元素が関与していることが明らかになりつつある。コモンディジーズcommon diseaseの病態へ微量元素が与える影響を検討する。国際学会より発表の打診があったので、積極的に参加し、多くの医師や医学研究者に新しい手法の紹介と成果公開して意見を受ける。
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| Causes of Carryover |
試料が十分に集まらなかったので、高輝度光科学研究センターでの成果公開優先課題の利用の回数を減らしたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試料が集まったため、成果公開優先課題をを利用するのに費用を利用する予定である。新鮮材料も集まったので、RNA発現解析やRNAseqなどにて、病勢と関わる因子を探索する研究費用に用いる。
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