網羅的血清微量元素プロファイルによる泌尿器科がん疾患特異的血清マーカーの開発

• 研究課題/領域番号: 21K16737
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分56030:泌尿器科学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 木村 友和 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (10633191)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 泌尿器科学 / 微量元素 / 診断補助マーカー / 網羅的血清微量元素プロファイル / ICP-MS法 / 癌種別新規血清マーカー / 泌尿器科癌 / 誘導プラズマ質量分析法 / 血清マーカー

研究開始時の研究の概要

生体内には生命機能の維持に重要な役割を担う微量元素が存在しており、その変動はさまざまな疾患と関連する可能性が示唆されている。しかし、癌と微量元素の血清濃度との関連性に関しては、ほとんど研究されていない。また、これらの微量元素を癌患者において網羅的に解析した研究もこれまでない。本研究では、「特定の微量元素の血清中濃度の正常範囲内の変動プロファイルは、特定の臓器の癌化と関係しているのか？」という学術的「問い」を基盤として、ICP-MS法（誘導結合プラズマ質量分析法）を用いた網羅的血清微量元素プロファイルによる泌尿器科癌の特異的血清マーカーの開発を行う。

研究成果の概要

この研究では、人体内に存在し疾患と関連する可能性がある17種類の微量元素をICP-MS法で血清中から測定し、疾患毎に微量元素プロファイルが異なる可能性があることを確認した。また、このプロファイルは日内変動や年齢、性別、生活習慣によっても変動することが分かり、8000人以上の健常者と特定のがん患者の血清を用いて網羅的な微量元素プロファイルのデータベースを構築しました。さらに、泌尿器科の良性疾患における微量元素プロファイルの重要性も認識され、研究を継続している。k-medoid法を含む機械学習手法を使用してより精度の高い疾患特異的な判別法の開発を目指している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

癌をはじめとした疾患における個別の微量元素測定という研究は従来からあるが、単一元素のみではマーカーとしての価値が見いだせていなかった。本研究では、多数の微量元素を網羅的に測定し、さらに機械学習の手法を用いることで新たな疾患の診断補助マーカーの開発につながることが期待される。