Sesrch for biomarkers by metabolite analysis in children with nephroblastoma

• Project/Area Number: 21K07805
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
• Research Institution: Saitama Medical University
• Principal Investigator: Tanaka Yujiro 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (90382928)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大澤 毅 東京大学, 先端科学技術研究センター, 准教授 (50567592) ; 内田 広夫 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (40275699) ; 檜 顕成 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (90383257) ; 大島 一夫 愛知県医療療育総合センター発達障害研究所, 発達障害研究所・細胞病態研究部, 研究員 (20764880) ; 城田 千代栄 名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20378194) ; 田井中 貴久 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (30378195) ; 住田 亙 名古屋大学, 医学部附属病院, 病院講師 (70437044) ; 横田 一樹 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (60721090)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 腎芽腫 / 尿中腫瘍マーカー / 液体クロマトグラフィー質量分析法 / 小児希少がん / メタボローム解析 / バイオマーカー / 尿代謝物

Outline of Research at the Start

腎芽腫は小児腎腫瘍の90％を占めるが、全体の約10％に予後不良群を認め、診断バイオマーカーが存在しない。最近メタボロミクス技術の発展により生体内の代謝情報を鋭敏且つ包括的に捉えることが可能となり、様々な癌種において新たなバイオマーカーや病態の解明が進んでいる。腎芽腫においても代謝変動の解明が病因解明や新規治療法の開発に寄与すると考えられるが、その代謝変動に着目した診断マーカーや創薬は前例がない。本研究では腎芽腫をターゲットに尿だけでなく、血液、がん組織を加えた腎芽腫50サンプルの代謝物変動を捉えるメタボローム解析を行い、疾患特異的なバイオマーカー探索とその病態解明に挑む。

Outline of Final Research Achievements

We searched for disease-specific biomarkers, focusing on urine samples from nephroblastoma. We performed a comprehensive analysis of urinary metabolites from 39 nephroblastoma samples and 117 healthy control samples, as well as tissue metabolites from 4 nephroblastoma samples and 2 healthy control samples.

1. 7 samples (urine) from nephroblastoma cases before treatment vs. 117 healthy control samples (urine), 2. 7 samples (urine) from nephroblastoma cases before treatment vs. 32 samples (urine) from nephroblastoma cases after treatment, 3. 4 samples (tissue) from nephroblastoma vs. 2 healthy control samples (tissue) with missing values. Analysis was performed after excluding unknown metabolites and exogenous metabolites. The importance of each metabolite was ranked, and metabolites that contributed most to nephroblastoma in these cases were identified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

腎芽腫の早期診断に有効なバイオマーカーの社会的意義は高いが、臨床的に有効な腫瘍マーカーは存在しない。腎芽腫の診断に有効なバイオマーカー探索を目的に、本腎芽腫症例に貢献度の高い代謝物を確認した。