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ステロイドホルモンの全自動オンライン一斉分析法の開発とメタボロミクスへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 20K07007
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
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
研究機関就実大学

研究代表者

片岡 洋行  就実大学, 薬学部, 教授 (80127555)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードステロイドホルモン / 硫酸化ステロイド代謝物 / バイオマーカー / 固相マイクロ抽出法 / LC-MS/MS分析 / オンライン自動分析 / 唾液 / ストレス評価 / ストレス緩和 / 心拍変動 / 自律神経活動バランス / 硫酸抱合体 / ストレス / メタボロミクス / インチューブ固相マイクロ抽出法 / 液体クロマトグラフィー―タンデム質量分析法
研究開始時の研究の概要

本研究は、遺伝子発現、生殖、心血管、神経機能などの多くの生理機能の制御を担うステロイドホルモン類のメタボロミクスに必要な全自動オンライン一斉分析法の開発を目的としている。本研究では、固相マイクロ抽出(SPME)法と液体クロマトグラフィー―タンデム質量分析(LC-MS/MS)法とのオンライン連結による約20種のステロイドホルモンの高感度分析法を開発し、尿や唾液、毛髪などを用いて、内分泌関連疾患の非侵襲的早期診断法を確立する。また、合成ステロイド剤使用やステロイド関連食品摂取に伴う生体内ステロイドホルモンレベルの変化をメタボロミクスにより網羅的に測定し、代謝物プロファイルのデータベースを構築する。

研究成果の概要

キャピラリーカラムを抽出媒体として抽出濃縮を行うインチューブ固相マイクロ抽出(IT-SPME)法とLC-MS/MS法をオンライン連結して、9種のステロイドホルモン類と4種の硫酸化ステロイド代謝物のオンライン自動分析法を開発した。IT-SPMEとLC-MS/MS条件を最適化、バリデーションを行って選択的かつ高感度な定量法を確立した。唾液試料を用いる非侵襲的なストレス応答ステロイドバイオマーカー分析に適用して、受動喫煙によるストレス効果、精油や音楽によるストレス緩和効果を解析し、他のストレス・リラクゼーションバイオマーカーや心拍変動に基づく自律神経バランスによるストレス評価との相関性が得られた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発したIT-SPME/LC-MS/MS分析法は、試料の抽出・濃縮、分離、検出、データ解析までをオンライン自動化した選択的かつ高感度な分析法であり、分析の簡易化、微小化、迅速化、省力化を図った画期的な手法としてステロイドホルモン代謝関連化合物の網羅的解析への応用が期待でき、実用化に繋がる革新的分析技術開発として学術的に意義がある。また、唾液試料を用いる非侵襲的なステロイドバイオマーカー分析やステロイド代謝物プロファイルのデータベースを構築することにより、ステロイド代謝関連疾患の早期診断が可能となり、国民の健康の保持増進や疾病の予防・診断に貢献することが期待され、社会的意義は大きい。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (22件) 図書 (4件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Development of Noninvasive Method for the Automated Analysis of Nine Steroid Hormones in Human Saliva by Online Coupling of In-Tube Solid-Phase Microextraction with Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry2024

    • 著者名/発表者名
      Hitomi Takashi、Kataoka Hiroyuki
    • 雑誌名

      Analytica

      巻: 5 号: 2 ページ: 233-249

    • DOI

      10.3390/analytica5020015

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Simultaneous analysis of multiple steroidal biomarkers in saliva for objective stress assessment by on-line coupling of automated in-tube solid-phase microextraction and polarity-switching LC-MS/MS2023

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Hiroyuki、Ohshima Hayata、Ohkawa Taishi
    • 雑誌名

      Talanta Open

      巻: 7 ページ: 100177-100177

    • DOI

      10.1016/j.talo.2022.100177

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Solid-Phase Microextraction and Related Techniques in Bioanalysis2023

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Hiroyuki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 28 号: 6 ページ: 2467-2467

    • DOI

      10.3390/molecules28062467

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Online In-Tube Solid-Phase Microextraction Coupled with Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry for Automated Analysis of Four Sulfated Steroid Metabolites in Saliva Samples.2022

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Hiroyuki、Nakayama Daiki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 10 ページ: 3225-3237

    • DOI

      10.3390/molecules27103225

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] In-tube solid-phase microextraction: Current trends and future perspectives2021

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Chromatography A

      巻: 1636 ページ: 461787-461787

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2020.461787

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Risk Assessment of Passive Smoking Based on Analysis of Hair Nicotine and Cotinine as Exposure Biomarkers by In-Tube Solid-Phase Microextraction Coupled On-Line to LC-MS/MS2021

    • 著者名/発表者名
      Kataoka Hiroyuki、Kaji Sanae、Moai Maki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 号: 23 ページ: 7356-7356

    • DOI

      10.3390/molecules26237356

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Online In-Tube Solid-Phase Microextraction Coupled to Liquid Chromatography?Tandem Mass Spectrometry for the Determination of Tobacco-Specific Nitrosamines in Hair Samples2021

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki Atsushi、Kataoka Hiroyuki
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 号: 7 ページ: 2056-2056

    • DOI

      10.3390/molecules26072056

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Micro Sample Preparation for High-Performance Liquid Chromatography, Chapter 10, in Biochemical Analysis Tools - Methods for Bio-Molecules Studies2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kataoka, Atsushi Ishizaki, Keita Saito
    • 雑誌名

      Biochemical Analysis Tools - Methods for Bio-Molecules Studies

      巻: - ページ: 165-186

    • DOI

      10.5772/intechopen.89079

    • ISBN
      9781789848564, 9781789848571
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 唾液バイオマーカー分析と指尖脈波解析に基づくカラーメガネのストレス緩和及びリラックス効果の評価2024

    • 著者名/発表者名
      黒田裕、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会(横浜市)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 唾液バイオマーカー分析とウェアラブル端末による心拍変動解析に基づく音楽のストレス緩和及びリラックス効果の評価2024

    • 著者名/発表者名
      前田七海、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会(横浜市)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 唾液バイオマーカー分析と心拍変動フラクタル解析に基づく音楽のストレス緩和及びリラックス効果の評価2024

    • 著者名/発表者名
      山口萌衣、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会(横浜市)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 唾液バイオマーカーのIn-tube SPME/LC-MS/MS分析と心拍変動解析に基づく受動喫煙の精神的健康度評価2024

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、江原健太郎
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会(横浜市)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] In-tube SPME/LC-MS/MSによる唾液中ステロイドホルモン代謝関連化合物の高感度自動分析法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、人見崇史、中山大輝
    • 学会等名
      第84回分析化学討論会(京都市)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] In-tube SPMEと極性切替LC-MS/MSのオンライン連結による唾液中ストレス応答ステロイドバイオマーカーの高感度同時分析2023

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、大島颯太、大川泰志
    • 学会等名
      第83回分析化学討論会(富山市)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] In-tube SPME/LC-MS/MS法による唾液中ストレス関連バイオマーカーの高感度オンライン自動分析とそのリラクゼーション効果解析への応用2023

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、本荘真央、本城明日香、黒田裕
    • 学会等名
      日本分析化学会第72年会(熊本市)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 唾液バイオマーカーのIn-tube SPME/LC-MS/MS分析に基づくハーブティーのストレス緩和及びリラックス効果の評価2023

    • 著者名/発表者名
      本城明日香、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 唾液バイオマーカーのIn-tube SPME/LC-MS/MS分析に基づくアロママスクのストレス緩和及びリラックス効果の評価2023

    • 著者名/発表者名
      本荘真央、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 唾液中ステロイドバイオマーカーのIn-tube SPME/LC-MS/MS分析によるタバコ煙曝露のストレス評価2023

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、大島颯太、大川泰志
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] オンラインインチューブSPME/LC-MS/MS法を用いたストレス及びリラクゼーションに対するタバコ煙曝露の影響評価2022

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、大川泰志、大島颯太、宮田早織
    • 学会等名
      環境化学物質3学会合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 唾液中バイオマーカー分析に基づくストレス緩和の客観的評価2022

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、本城明日香、本荘真央、宮田早織
    • 学会等名
      第34回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ポラリティ―スイッチングLC-MS/MSに基づくストレス応答ステロイドホルモン類のオンライン自動分析システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      大島颯太、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ポラリティ―スイッチングLC-MS/MSによるストレス関連カテコールアミン及び代謝物の高感度一斉分析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      宮田早織、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] リラクゼーションバイオマーカーとしてのオキシトシン、ドーパミン、セロトニン及び代謝物のLC-MS/MSによる高感度同時分析法の開発2022

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、宮田早織
    • 学会等名
      日本薬学会第142年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] インチューブSPME/LC-MS/MSによる硫酸化ステロイド代謝物の高感度分析法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      中山大輝、片岡洋行
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] オンラインインチューブSPME/LC-MS/MSによるステロイドホルモン類の高感度分析法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      人見崇史、中山大輝、片岡洋行
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖化モデル系の構築と食品成分によるAGEs生成抑制効果の解析2021

    • 著者名/発表者名
      河野祥之、多田純平、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] LC-MS/MSによる食品中終末糖化産物AGEsの高感度分析2021

    • 著者名/発表者名
      難波拓也、谷野雄一、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ファイバーSPME/GC-MS法による3-methyl-3-sulfanylhexan-1-olの高感度分析法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      土屋尊嗣、齋藤啓太、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] インチューブSPME/LC-MS/MSによるステロイドホルモン類のオンライン自動分析法の開発2020

    • 著者名/発表者名
      人見崇史、片岡洋行
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] In-tube SPME/LC-MS/MS法による受動喫煙バイオマーカーの高感度分析法の開発と生体曝露評価2020

    • 著者名/発表者名
      片岡洋行、加地早苗、犬飼勇仁、百相真希、石崎厚
    • 学会等名
      80回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] Solid-Phase Microextraction and Related Techniques in Bioanalysis (Edited by H. Kataoka)2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kataoka
    • 総ページ数
      198
    • 出版者
      MDPI: Basel, Switzerland
    • ISBN
      9783036570471
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] Evolution of Solid Phase Microextraction Technology (Edited by J. Pawliszyn)2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kataoka (Chapter 14)
    • 総ページ数
      642
    • 出版者
      Royal Society of Chemistry: Cambridge, UK
    • ISBN
      9781839166808
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] Handbooks in Separation Science: Liquid Chromatography 3 rd Edn (Edited by S. Fanali, B. Chankvetadze, P.R. Haddad, C. Poole and M.-L. Riekkola)2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kataoka (Chapter 1)
    • 総ページ数
      1016
    • 出版者
      Elsevier: Amsterdam, Netherlands
    • ISBN
      9780323999694
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [図書] Biochemical Analysis Tools-Methods for Bio-Molecules Studies2020

    • 著者名/発表者名
      Edited by O.-M. Boldura, C. Balta and N.S. Awwad
    • 総ページ数
      194
    • 出版者
      InTech, Croatia
    • ISBN
      9781789848571
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/read2020-HKshujitsu

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] ResearchGate

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Hiroyuki_Kataoka

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] Scopus

    • URL

      https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7202767326

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] Google Scholar

    • URL

      https://scholar.google.co.jp/citations?user=YqkZWa4AAAAJ&hl=ja

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [備考] 就実大学ホームページ

    • URL

      https://www.shujitsu.ac.jp/yakugaku_site/faculty-introduction/basis/

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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