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Identification and validation of PET-positive lung cancer-specific biomarkers

Research Project

Project/Area Number 21H02830
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 52010:General internal medicine-related
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

YOSHIDA MASARU  兵庫県立大学, 環境人間学部, 教授 (00419475)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松田 史生  大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (50462734)
和泉 自泰  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (70622166)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Keywords肺がん / バイオマーカー / メタボローム解析 / 13Cグルコース / メタボロミクス / 代謝物 / 代謝物解析
Outline of Research at the Start

がん細胞は、正常細胞と異なる代謝を使って生存に必要なエネルギーを産生していることが知られている。がん細胞はグルコースの取り込みが非常に盛んで、取り込んだグルコースを解糖系以外の様々な代謝経路を通じて、種々のタンパク質や他の代謝物に変換する。そこで、安定同位体標識グルコース(13C)を使用し、がん細胞が特異的に代謝した13Cグルコース由来代謝物を同定できれば、がんの存在診断につながると着想した。
具体的には、治癒切除可能なPET陽性肺がん患者に13Cグルコースを経口投与する。その投与前後、術前・術後の検体を比較することで、肺がん細胞が特異的に代謝した13Cグルコース由来代謝物を網羅的に測定する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on PET-positive lung cancer and searched for markers that can be used for early diagnosis. By orally administering 13C glucose to patients with curatively resectable PET-positive lung cancer and comparing samples before and after administration, before and after surgery, we comprehensively investigated 13C glucose-derived metabolites specifically metabolized by lung cancer cells. It was measured. As a result, 15 types of 13C-glucose-derived candidate metabolites were found from accurate mass data using preoperative specimens from lung cancer patients. We constructed a new analysis system for each metabolite candidate marker and verified it as a cancer diagnostic marker. In the future, we will conduct comparative studies with various other cancers to clarify the specificity of lung cancer.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、肺がん特異的なバイオマーカーの開発を行った。体内で肺がん細胞は普通の細胞と代謝が異なること、グルコースを多く取り込むことが知られている。そこで、グルコースを構成する炭素分子に目印(C12→C13)をつけてヒトに投与し、尿から検出される代謝物を網羅的に解析することで、肺がん特異的なバイオマーカーをスクリーニングした。これまでに15種の候補物質を同定しており、今後、他のがん種での比較を行う予定である。

Report

(3 results)
  • 2023 Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2022 2021

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Comparative Evaluation of Plasma Metabolomic Data from Multiple Laboratories2022

    • Author(s)
      Nishiumi S#*, Izumi Y#*, Hirayama A#*, Takahashi M, Nakao M, Hata K, Saigusa D, Hishinuma E, Matsukawa N, M Tokuoka S, Kita Y, Hamano F, Okahashi N, Ikeda K, Nakanishi H, Saito K, Yokota Hirai M, Yoshida M, Oda Y, Matsuda F, Bamba T.
    • Journal Title

      Metabolites

      Volume: 12 Issue: 2 Pages: 135-135

    • DOI

      10.3390/metabo12020135

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The TLR4-TRIF-type 1 IFN-IFN-γ pathway is crucial for gastric MALT lymphoma formation after Helicobacter suis infection2021

    • Author(s)
      K Yamamoto, Y Kondo, S Ohnishi, M Yoshida, T Sugiyama, N Sakamoto.
    • Journal Title

      Iscience

      Volume: 24 (9) Pages: 103064-103064

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Tumor resistance to ferroptosis driven by Stearoyl-CoA Desaturase-1 (SCD1) in cancer cells and Fatty Acid Biding Protein-4 (FABP4) in tumor microenvironment promote tumor recurrence.2021

    • Author(s)
      Luis G,Godfroid A, Nishiumi S, Cimino J, et al
    • Journal Title

      Redox Biology

      Volume: 43 Pages: 102006-102006

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development and validation of an analysis method for pesticide residues by gas chromatography-tandem mass spectrometry in Daikenchuto2021

    • Author(s)
      H Saegusa, H Nomura, M Takao, T Hamaguchi, M Yoshida, Y Kodama.
    • Journal Title

      Journal of natural medicines

      Volume: 75 (2) Pages: 344-360

    • NAID

      120006975780

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Prospective Study of Plasma Apolipoprotein A2-ATQ/AT to Screen for High-Risk individuals of Pancreatic Cancer2022

    • Author(s)
      T. Kobayashi, Y. Sato, S. Nishiumi, M. Yoshida, Y. Kodama, K. Nagashima, K. Honda
    • Organizer
      54th EPC
    • Related Report
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 食道がん術前化学放射線療法に対する副作用予測に有用な代謝物バイオマーカーの可能性」2022

    • Author(s)
      吉田 優、西海信、藤垣誠治
    • Organizer
      第18回日本消化管学会学術集会
    • Related Report
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  • [Presentation] 「膵外分泌機能を評価し膵がんリスク集団を越そうかする血液バイオマーカー開発2021

    • Author(s)
      本田 一文、小林 隆、吉田 優
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] 消化器・肝臓内科2022

    • Author(s)
      小林 隆、三木美香、植村久尋、 佐藤 悠、中野遼太、 田中雄志、酒井 新、 増田充弘、西海 信、吉田 優、児玉裕三、 本田一文
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      科学評論社
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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