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定量キラルメタボロミクスを実現する三次元LC分析基盤開発と腎・心不全の早期診断

研究課題

研究課題/領域番号 19H03359
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関九州大学

研究代表者

濱瀬 健司  九州大学, 薬学研究院, 教授 (10284522)

研究分担者 猪阪 善隆  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (00379166)
木村 友則  国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 医薬基盤研究所 難治性疾患研究開発・支援センター, センター長 (00631300)
秋田 健行  九州大学, 薬学研究院, 助教 (50294963)
井手 友美  九州大学, 医学研究院, 准教授 (90380625)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
キーワード分析化学 / 光学分割 / 多次元HPLC / 定量メタボロミクス / アミノ酸
研究開始時の研究の概要

定量キラルメタボロミクス実現のため、世界に先駆けて三次元LC分析基盤を開発し、腎・心不全の診断マーカーを探索する。これらは生活習慣を含む様々な要因で発症し、日本でも1000万人以上が罹患している。慢性化することが多く、早期診断が予防と治療に直結する。応募者は予試験を通しキラル識別により新規マーカーが発見でき、早期診断には微量キラル化合物を正確に定量する三次元LCの構築が有用となる確信を得た。本研究では定量三次元LC分析法を開発し、疾患モデル動物および臨床検体を用いた含量解析を行う。本研究の達成は侵襲性の低い血液・尿分析による腎・心不全の早期診断、鑑別を可能とし、人々の健康寿命延長に貢献する。

研究成果の概要

腎不全の低侵襲早期診断法として、キラルメタボロームプロファイリングを利用した方法を開発した。各種アミノ酸・ヒドロキシ酸を対象として三次元LC装置を開発し、腎不全および健常群における含量解析を行った。三次元LC分析装置に関しては一次元目の逆相カラム、二次元目の陰イオン交換・ミックスモードカラム、三次元目の光学分割カラムの高性能化を行い、迅速化と選択性の向上を達成した。D-Ser、Ala、Asn、Proの血中含量は腎不全の病態進行とともに明確な含量上昇が確認された。また、腎不全検体には健常人に存在しない多数のD-アミノ酸が確認され、腎不全早期に鋭敏な血中含量変化を示すことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腎不全は様々な原因で発症するが、慢性型の患者が多く治療法決定につながる早期診断が鍵である。腎不全の低侵襲マーカーとしてはクレアチニンやシスタチンCなどが利用されるが、早期の検出感度が低く、原因疾患の特定能力も十分ではない。従って侵襲性が低く、軽症期から正確な鑑別を可能とする新規診断法の開発が切望されている。本研究ではキラルアミノ酸、ヒドロキシ酸の正確な分析を可能とする三次元LC法を構築し、これらのがヒト血液・尿中に存在することを示した。特に腎不全早期において鋭敏な変動を示すD-アミノ酸を発見した。本成果は人々の健康寿命を延長し、罹患者の生涯QOL改善に貢献できるものであり、社会的意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (7件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 4件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 10件、 招待講演 13件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] 台北医学大学(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 台北医学大学(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] チュラロンコン大学(タイ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ウィーン大学(オーストリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 台北医学大学(その他の国・地域)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Two-Dimensional High-Performance Liquid Chromatographic Determination of Chiral Amino Acids in Food Samples and Human Physiological Fluids Using Fluorescence Derivatization with 4-(<i>N</i>,<i>N</i>-Dimethylaminosulfonyl)-7-fluoro-2,1,3-benzoxadiazole2022

    • 著者名/発表者名
      Aogu FURUSHO, Karina Akemy IKEJIRI, Chiharu ISHII, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Masanobu NAGANO, Tomomi IDE, Kenji HAMASE
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 43 号: 1 ページ: 29-35

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2021.020

    • NAID

      130008141862

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2022-02-20
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chiral Analysis of Lactate in Various Food Samples Including Japanese Traditional Amber Rice Vinegar and the Developmental Changes During Fermentation Processes2021

    • 著者名/発表者名
      Chin-Ling HSIEH, Chiharu ISHII, Takeyuki AKITA, Akira FUJII, Kazunori HASHIGUCHI, Masanobu NAGANO, Masashi MITA, Jen-Ai LEE, Kenji HAMASE
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 42 号: 3 ページ: 151-158

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2021.017

    • NAID

      130008113213

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2021-10-20
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Determination of phenylalanine enantiomers in the plasma and urine of mammals and D-amino acid oxidase deficient rodents using two-dimensional high-performance liquid chromatography2021

    • 著者名/発表者名
      Sui-Wen HSIAO, Chiharu ISHII, Aogu FURUSHO, Chin-Ling HSIEH, Yukiko SHIMIZU, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Tadashi OKAMURA, Ryuichi KONNO, Tomomi IDE, Ching-Kuo LEE, Kenji HAMASE
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta - Proteins and Proteomics

      巻: 1869 号: 1 ページ: 140540-140540

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2020.140540

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Development of a selective three-dimensional HPLC system for enantiomer discriminated analysis of lactate and 3-hydroxybutyrate in human plasma and urine2021

    • 著者名/発表者名
      Chin-Ling HSIEH, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Tomomi IDE, Jen-Ai LEE, Kenji HAMASE
    • 雑誌名

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      巻: 195 ページ: 113871-113871

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2020.113871

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] High-Performance Liquid Chromatographic Determination of Chiral Amino Acids Using Pre-Column Derivatization with <i>o</i>-Phthalaldehyde and <i>N</i>-<i>tert</i>-Butyloxycarbonyl-D-cysteine and Application to Vinegar Samples2020

    • 著者名/発表者名
      Aogu FURUSHO, Mintranee OBROMSUK, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Masanobu NAGANO, Pornchai ROJSITTHISAK, Kenji HAMASE
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 41 号: 3 ページ: 147-151

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2020.015

    • NAID

      130007933314

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2020-10-20
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multi-Dimensional High-Performance Liquid Chromatographic Determination of Chiral Amino Acids and Related Compounds in Real World Samples2020

    • 著者名/発表者名
      Chiharu ISHII, Aogu FURUSHO, Chin-Ling HSIEH, Kenji HAMASE
    • 雑誌名

      CHROMATOGRAPHY

      巻: 41 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.15583/jpchrom.2020.004

    • NAID

      130007807268

    • ISSN
      1342-8284, 1348-3315
    • 年月日
      2020-02-20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional high-performance liquid chromatographic analysis of chiral amino acids in carbonaceous chondrites2020

    • 著者名/発表者名
      Aogu FURUSHO, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Hiroshi NARAOKA, Kenji HAMASE
    • 雑誌名

      Journal of Chromatography A

      巻: 1625 ページ: 461255-461255

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2020.461255

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 多次元液体クロマトグラフィーによるキラルアミノ酸分析2022

    • 著者名/発表者名
      浜瀬健司
    • 学会等名
      第15回日本化学連合シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] キラルアミノ酸の識別定量を可能とする多次元HPLC分析法開発と腎不全における新規バイオマーカーの探索2022

    • 著者名/発表者名
      浜瀬健司
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of a two-dimensional chiral HPLC system for the simultaneous determination of lactate, hydroxybutyrates and malate2021

    • 著者名/発表者名
      Hsin-Miao TSAI, Chin-Ling HSIEH, Chiharu ISHII, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Jen-Ai LEE, Kenji HAMASE
    • 学会等名
      第28回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Enantioselective analysis of lactate in Japanese traditional amber rice vinegar and the developmental changes during fermentation processes2021

    • 著者名/発表者名
      Chin-Ling HSIEH, Chiharu ISHII, Takeyuki AKITA, Akira FUJII, Masanobu NAGANO, Masashi MITA, Jen-Ai LEE, Kenji HAMASE
    • 学会等名
      第28回クロマトグラフィーシンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Enantioselective determination of lactate in various food samples including Japanese traditional amber rice vinegar and the developmental changes during fermentation processes2021

    • 著者名/発表者名
      Chin-Ling HSIEH, Chiharu ISHII, Takeyuki AKITA, Akira FUJII, Masanobu NAGANO, Masashi MITA, Jen-Ai LEE, Kenji HAMASE
    • 学会等名
      31st International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a high-performance three-dimensional HPLC system for the determination of Ser and Asp enantiomers in human physiological fluids2021

    • 著者名/発表者名
      Masataka KAJIWARA, Takeyuki AKITA, Chiharu ISHII, Masashi MITA, Tomomi IDE, Kenji HAMASE
    • 学会等名
      31st International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enantioselective determination of lactate, hydroxybutyrates and malate in mammalian plasma using a two-dimensional chiral HPLC system2021

    • 著者名/発表者名
      Hsin-Miao TSAI, Chin-Ling HSIEH, Chiharu ISHII, Takeyuki AKITA, Masashi MITA, Jen-Ai LEE, Kenji HAMASE
    • 学会等名
      31st International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元HPLCを用いる微量酸性D-アミノ酸分析法開発と哺乳類における内在性含量の解析2021

    • 著者名/発表者名
      守永 麟,古庄 仰,石井千晴,秋田健行,三田真史,浜瀬健司
    • 学会等名
      第32回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒト血中セリンおよびアスパラギン鏡像異性体の迅速二次元HPLC分析法開発と慢性腎臓病早期診断への適用2021

    • 著者名/発表者名
      山﨑千夏,石井千晴,秋田健行,三田真史,井手友美,木村友則,浜瀬健司
    • 学会等名
      第32回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多次元HPLCによるキラルアミノ酸の高選択的分析と医療応用2021

    • 著者名/発表者名
      浜瀬健司
    • 学会等名
      第41回キャピラリー電気泳動シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enantioselective analysis of amino acids and related compounds for biomarker screening using micro/narrowbore three-dimensional HPLC2021

    • 著者名/発表者名
      Kenji HAMASE
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chiral amino acid analysis using multi-dimensional HPLC and medical applications2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji HAMASE
    • 学会等名
      第二回台湾薬学合同学術研討会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chiral analysis of amino acids and related compounds using multi-dimensional HPLC for medical applications2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji HAMASE
    • 学会等名
      Molecular Chirality Asia 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] タンデム光学分割カラムを利用するロイシン連鎖異性体の二次元HPLCキラル一斉分析法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      堀田直利,酒井健多,秋田健行,三田真史,浜瀬健司
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 塩基性アミノ酸の三次元キラルHPLC分析法開発と哺乳類尿中含量の解析2020

    • 著者名/発表者名
      植木大和,古庄 仰,吉岡夏輝,秋田健行,三田真史,井手友美,浜瀬健司
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 3D-HPLC determination of lactic acid enantiomers in food samples and alteration of their amounts in the plasma after ingesting fermented products2020

    • 著者名/発表者名
      Chin-Ling HSIEH, Takeyuki AKITA, Masanobu NAGANO, Masashi MITA, Tomomi IDE, Jen-Ai LEE, Kenji HAMASE
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 三次元HPLCを用いる哺乳類体内の微量酸性D-アミノ酸分析2020

    • 著者名/発表者名
      守永 麟,古庄 仰,吉岡夏輝,秋田健行,三田真史,浜瀬健司
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Multi-dimensional HPLC analysis of D-amino acids and related compounds and its clinical applications2020

    • 著者名/発表者名
      Kenji HAMASE
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多次元HPLCによるアミノ酸のキラル識別定量と医療応用2019

    • 著者名/発表者名
      浜瀬健司
    • 学会等名
      モレキュラー・キラリティー2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-dimensional HPLC analysis of chiral amino acids, peptides and carboxylic acids in human clinical samples2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji HAMASE, Reiko KOGA, Masashi MITA, Tomomi IDE, Wolfgang LINDNER
    • 学会等名
      48th International Symposium on High-Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Enantioselective and multi-dimensional HPLC analysis of amino acids as their free/protein bound forms for the screening of novel biomarkers2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji HAMASE
    • 学会等名
      30th International Symposium on Pharmaceutical and Biomedical Analysis
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] キラルアミノ酸の識別定量を可能とする多次元HPLC分析法開発と創薬・診断への展開2019

    • 著者名/発表者名
      浜瀬健司
    • 学会等名
      第59回日本臨床化学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-dimensional chiral HPLC analysis of amino acids and related compounds in real world samples2019

    • 著者名/発表者名
      Kenji HAMASE
    • 学会等名
      49th International Symposium on High Performance Liquid Phase Separations and Related Techniques
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多次元液体クロマトグラフィーによるキラルアミノ酸分析基盤技術開発とその医療応用に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      浜瀬健司
    • 学会等名
      第30回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 創薬育薬産学官連携分野ホームページ

    • URL

      http://soyaku.phar.kyushu-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書 2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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