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代謝動態を解明するためのメタボローム解析技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19021042
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

曽我 朋義  慶應義塾大学, 環境情報学部, 教授 (60338217)

研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
4,700千円 (直接経費: 4,700千円)
2008年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2007年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワード1分子計測(SMD) / 酵素反応 / 細胞・組織 / 生体分子 / バイオテクノロジー / メタボローム / メタボロミクス / ヌクレオチド / キャピラリー電気泳動-質量分析計 / シラノール / リン酸 / 大腸菌 / アイソザイム
研究概要

本研究で開発したキャピラリー電気泳動-質量分析計(CE-MS)によるメタボローム法は、解糖系、クエン酸回路、ペントースリン酸回路、アミノ酸生合成や核酸生合成経路の代謝中間体を網羅的に測定することが可能である。一方がん細胞は酸素が存在していても、酸化的リン酸化ではなく、解糖系によってATPを生産する(Warburg効果)ことが知られている。
そこで、国立がんセンター東病院江角浩安院長との共同研究で、大腸がんと胃がん患者から採取したがん組織と正常組織のメタボローム測定を行い、がんの代謝を解析した。
その結果、Warburgががんの培養細胞で示したようにがん組織で大幅なグルコースの減少、乳酸の蓄積が認められ、ヒトのがん組織でも解糖系が有意に亢進している(Warburg効果)ことが示唆された。
また、クエン酸回路で興味深いデータも得られた。大腸ではがんも正常組織もクエン酸回路の前半の代謝物質はほとんど検出されなかったが、胃ではこれらの代謝物質はがんも正常組織も十分存在していた。ATP量も胃に比べ大腸では10倍以上低かった。マウスでは胃より大腸の方が酸素分圧が5倍程度低い報告があり、大腸では酸化的リン酸化によってATPをあまりつくっていないことが示唆された。
一方、クエン酸回路の後半の代謝物であるコハク酸、フマル酸、リンゴ酸は、大腸のがん組織で有意に高かった。この現象は、嫌気的な環境下で生息する微生物や回虫の代謝と似通っており、血管がなく酸素濃度が低いところに増殖するがん細胞も、嫌気的な生物が使っているあるいは似かよった代謝を使ってATPを生成していることが示唆された。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (28件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cystathionine B-synthase as a Carbon Monoxide-sensitive Regulator of Bile Excretion2009

    • 著者名/発表者名
      Shintani, T
    • 雑誌名

      Hepatology 49

      ページ: 141-150

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Developing Bottom-fermenting Yeast Strains That Produce High SO2 Levels by Integrated Metabolome. and Transcript ome Analysis2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, S
    • 雑誌名

      Appl. Environ. Microbiol 74

      ページ: 2787-2796

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time-resolved Metabolomics Reveals Metabolic Modulation in Rice Foliage2008

    • 著者名/発表者名
      Sato, S
    • 雑誌名

      BMC Systems Biology (オンライン)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Depiction of Metabolome Changes in Histidine-starved Esc herichia coil by CE-TOFMS2008

    • 著者名/発表者名
      Ohashi, Y
    • 雑誌名

      Mol. BioSyst 4

      ページ: 135-147

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CE-MSによるメタボローム解析2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 雑誌名

      生物物理化学誌 52

      ページ: 91-94

    • NAID

      10024589091

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 代謝シミュレーションとメタボローム解析による赤血球低酸素応答の予測と実証2008

    • 著者名/発表者名
      谷内江, (木下)綾子
    • 雑誌名

      実験医学 26

      ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] トランスクリプトーム、プロテオーム、メタボローム、フラクソームの統合による大腸菌の代謝解明2008

    • 著者名/発表者名
      石井 伸佳
    • 雑誌名

      実験医学 26

      ページ: 24-29

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Multiple Highthroughput Analyses Monitor The Response of E. coli to Perturb ations2007

    • 著者名/発表者名
      Ishii, N.
    • 雑誌名

      Science 316

      ページ: 593-597

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of Hemoglobin Allostery in Hypoxia-induced Metabolic Alterations in Erythrocytes: Simulation and Its Demonstration by Metabolome Analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Kinoshita, A.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem 282

      ページ: 10731-10741

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Nucleotides by Pressure-Assisted Capillary Electrophoresis Mass Spectrometry Using Silanol Mask Technique2007

    • 著者名/発表者名
      Soga, T.
    • 雑誌名

      J. Chromatogr. A 1159

      ページ: 125-133

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polymer Entrapment in Polymerized Silicate for Preparing Highly Stable Capillary Coatings in CE and CE-MS2007

    • 著者名/発表者名
      Monton, R, M. N.
    • 雑誌名

      Anal. Chem. 79

      ページ: 7838-7844

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microelectrospray Interface with Coaxial Sheath Flow for High Resolution CE-MS Separation2007

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto, M.
    • 雑誌名

      Rapid Coimnun. Mass Spectrom. 21

      ページ: 3579-3584

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolome Analysis by Capillary Electrophoresis - Mass Spectrometry2007

    • 著者名/発表者名
      Monton, M. R. N.
    • 雑誌名

      J. Chromatogr. A 1168

      ページ: 237-246

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct Measurement of The Isotope Distribution of Intracellular Metabolites Using CE-TOFMS for Efficient Metabolic Flux Analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Toya, Y.
    • 雑誌名

      J. Chromatogr. A 1159

      ページ: 134-141

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] メタボロミキスの医学への応用2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 雑誌名

      最新医学2007 9

      ページ: 56-63

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] メタボローム解析技術の医学、生物学への応用2007

    • 著者名/発表者名
      末松 誠
    • 雑誌名

      実験医学 25(15)

      ページ: 2364-2391

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] CE-MSによるメタボローム解析とバイオマーカーの探索2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 雑誌名

      細胞工学別冊

      ページ: 137-145

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] メタボローム解析による肝毒性バイオマーカーの検索2009

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      日本衛生学会オミックス・トキシコロジーの現在と未来ジンポジウム
    • 発表場所
      北里大学薬学部(東京都)
    • 年月日
      2009-03-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] メタボロミクスが解き明かす微生物の生存戦略2009

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      第82回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      2009-03-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] メタボロミクスについて最近の研究から2009

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      第22期「コンピュータによる材料開発・物資設計を考える会」CAMMフォーラム
    • 発表場所
      虎ノ門パストラル(東京都)
    • 年月日
      2009-02-06
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] メタボローム解析によるバイオマーカー探索2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      BMB2008
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2008-12-11
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] メタボロームミクス : トランスポーター研究の新手法2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      トランスポーターワークショップin鶴岡-トランスポーター研究のパラダイムシフト : 今後の方向性の模索と新たな病態解析法の融合を目指して一,トランスポーター研究会
    • 発表場所
      東北公益大ホール
    • 年月日
      2008-11-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CE-MS法によるメタボローム解析法と医薬への応用2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      第3回メタボロームシンポジウム
    • 発表場所
      東北公益大ホール
    • 年月日
      2008-10-31
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Biomarker Discovery by CE-MS Metabolomics2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Soga
    • 学会等名
      CE in the Biotechnology & Pharmaceutical Industries 10th Symposium (CE Pharm 20 08)
    • 発表場所
      The Hotel Nikko, San Francisco
    • 年月日
      2008-10-14
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CE-MS for Metabolomics2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Soga
    • 学会等名
      CE in the Biotechnology & Pharmaceutical Industries 10th Symposium (CE Pharm 20 08)
    • 発表場所
      The Hotel Nikko, San Francisco
    • 年月日
      2008-10-13
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] メタボローム解析によるバイオマーカー探索2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      第33回日本医用マススペクトル学会年会
    • 発表場所
      東京大学医学部鉄門記念講堂
    • 年月日
      2008-09-26
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] メタボロームが解き明かす生命のシステム2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      第5回慶應義塾大学薬学部ハイテクリサーチシンポジウム
    • 発表場所
      芝共立キャンパス
    • 年月日
      2008-09-05
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CE-MSによるメタボローム測定法と生命科学への応用2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      第48回臨床化学会年会
    • 発表場所
      静岡文化芸術大学
    • 年月日
      2008-08-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Metabolomics by CE-MS for Biomarker Discovery2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoyoshi Soga
    • 学会等名
      5^<th> International Conference on Plant Met abolomics
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama
    • 年月日
      2008-07-15
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CE-MSを用いたメタボロミクスによるバイオマーカーの探索2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      第35回BMSコンファレンス
    • 発表場所
      裏磐梯ロイヤルホテル
    • 年月日
      2008-07-08
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CE-MSによるメタボローム測定法と生命科学への応用2008

    • 著者名/発表者名
      曽我朋義
    • 学会等名
      第19回東海北陸質量分析合同談話会
    • 発表場所
      金沢医科大学
    • 年月日
      2008-06-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 最新のメタポロームが切り拓く創薬研究2008

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      第4回慶應義塾先端科学シンポジウム
    • 発表場所
      慶應義塾大学三田キャンパス
    • 年月日
      2008-02-08
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 最新メタボローム解析による酸化ストレスマーカーの探索法2008

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      日本薬学会薬学研究ビジョン部会第9回創薬ビジョンシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学鉄門紀念講堂
    • 年月日
      2008-01-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] メタボローム解析による酸化ストレスマーカーの探索とその生合成機序の解明2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      BMB2007
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 最新のメタボローム測定法と生命科学への応用2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      トランスポータ研究会第一回東北部会
    • 発表場所
      東北大学薬学研究科
    • 年月日
      2007-11-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 最新のメタボローム測定法と生命科学への応用2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      マリンバイオテクノロジー学会会員懇談会
    • 発表場所
      航空会館 (新橋)
    • 年月日
      2007-11-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] CE-MSによるメタボローム測定法と生命科学への応用2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      第27回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 発表場所
      クリエート浜松
    • 年月日
      2007-11-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] メタボローム技術の最前線2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      BTJプロフェッショナルセミナー
    • 発表場所
      日経ホール (大手町)
    • 年月日
      2007-11-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] メタボローム解析による酸化ストレスマーカーの探索2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      第2回メタボロームシンポジウム
    • 発表場所
      東京大学医学部鉄門記念講堂
    • 年月日
      2007-11-05
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 最新のメタボローム解析法と生命科学への応用2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      バイオインフアマティクスセミナーin東北
    • 発表場所
      艮陵会館 (仙台)
    • 年月日
      2007-11-03
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Biomarket Discovery by Metabolome Analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Soga, T
    • 学会等名
      8th International Society for the Study of Xenobiotics Meeting
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2007-10-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 最新のメタボローム解析によるバイオマーカーの探索2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      第24回関東腎研究会
    • 発表場所
      クラブ関東
    • 年月日
      2007-07-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 最新のメタボローム解析によるバイオマーカーの探索2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      第8回腎とバイオロジー研究会
    • 発表場所
      霞ケ関ビル
    • 年月日
      2007-07-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 最新のメタボローム解析と生命科学への応用2007

    • 著者名/発表者名
      曽我 朋義
    • 学会等名
      第10回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス
    • 年月日
      2007-05-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Metabolomics by CE-MS for Biomarker Discovery2007

    • 著者名/発表者名
      Soga, T
    • 学会等名
      Pharmaceutical Sciences World Congress 2007
    • 発表場所
      Amsterdam
    • 年月日
      2007-04-23
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://metabolome.iab.keio.ac.jp/jp/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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