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癌細胞の分子夾雑環境の再構築に基づく難治癌の個別化薬物療法の診断基盤の構築

公募研究

研究領域分子夾雑の生命化学
研究課題/領域番号 20H04690
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関東北大学

研究代表者

内田 康雄  東北大学, 薬学研究科, 講師 (70583590)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード癌 / 定量プロテオミクス / 最適薬剤の予測 / 再構築 / 個別化治療
研究開始時の研究の概要

難治癌を解決するためには、患者個別に最適な治療薬を精度よく選択できるシステムを構築することが必須である。がん細胞における薬効を制御する酵素・受容体・トランスポーターのin vivo での活性を構成する要素を解明し、これら要素の積み上げによってin vivo の癌細胞内の酵素・受容体・トランスポーターの活性を再構築し、分子夾雑系である「癌細胞における薬効に関与する分子システム」を解明し、患者個別に薬効の予測および最適薬剤の選択を可能にする診断基盤を構築することを目的とする。

研究実績の概要

がん細胞における薬効を制御する酵素・受容体・トランスポーターの積み上げによってin vivo の癌細胞内の酵素・受容体・トランスポーターの活性を再構築し、分子夾雑系である「癌細胞における薬効に関与する分子システム」を解明し、患者個別に薬効の予測および最適薬剤の選択を可能にする診断基盤を構築することを目標に研究を推進した。
2021年度は、先ず膵臓がんについて課題達成を図った。膵臓癌患者から摘出した腫瘍組織において酵素・トランスポーターを定量し、再構築法によって、個々の患者の膵臓癌組織内の抗がん剤の濃度を予測した。この予測値について、患者での抗がん剤の効果を示す指標である無憎悪生存期間と正の相関を示す傾向が認められた。
ヒトの腫瘍組織として多数保存されているホルマリン組織は、ホルマリン架橋がタンパク質の抽出や消化を阻害することから、プロテオミクスに使用されてこなかった。我々は、独自にこの課題を解決し、ヒト組織試料においても、ホルマリン組織から機能性タンパク質の高精度定量が可能な方法を確立した。
脳腫瘍検体について、酵素・受容体・リガンド・トランスポーターなどの機能性タンパク質の発現を定量した。これらの情報に基づいて、脳腫瘍のxenograftマウスにおける最適薬の提案と有効性の実証を行った。本再構築戦略によって選択される薬が脳腫瘍に対して有効であることを証明した。
本研究によって、既存のシステムズ薬理学に薬剤学および最新の定量プロテオミクスを融合させた「システムズ薬剤学」の基盤を構築することができた。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ヘルシンキ大学/東フィンランド大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] ベーリンガーインゲルハイム社(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ベーリンガーインゲルハイム社(ドイツ本国研究所)(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 東フィンランド大学/ヘルシンキ大学(フィンランド)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] SWATH-Based Comprehensive Determination of the Localization of Apical and Basolateral Membrane Proteins Using Mouse Liver as a Model Tissue2022

    • 著者名/発表者名
      Hirano S, Goto R, Uchida Y
    • 雑誌名

      Biomedicines

      巻: 10(2) 号: 2 ページ: 383-383

    • DOI

      10.3390/biomedicines10020383

    • 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] A Human Blood-Arachnoid Barrier Atlas of Transporters, Receptors, Enzymes, Tight Junction and Marker Proteins: Comparison with Dog and Pig in Absolute Abundance2022

    • 著者名/発表者名
      Uchida Y, Takeuchi H, Goto R, Braun C, Fuchs H, Ishiguro N, Takao M, Tano M, Terasaki T
    • 雑誌名

      J Neurochem

      巻: - 号: 2 ページ: 187-208

    • DOI

      10.1111/jnc.15599

    • 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] Pharmacoproteomics of Brain Barrier Transporters and Substrate Design for the Brain Targeted Drug Delivery2022

    • 著者名/発表者名
      Huttunen KM, Terasaki T, Urtti A, Montaser AB, Uchida Y
    • 雑誌名

      Pharm Res

      巻: - 号: 7 ページ: 1363-1392

    • DOI

      10.1007/s11095-022-03193-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Quantitative Proteomics-Based Blood–Brain Barrier Study2021

    • 著者名/発表者名
      Uchida Y.
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 44 号: 4 ページ: 465-473

    • DOI

      10.1248/bpb.b21-00001

    • NAID

      130008014244

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2021-04-01
    • 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
  • [雑誌論文] Gelsolin inhibits malignant phenotype of glioblastoma and is regulated by miR-654-5p and miR-450b-5p.2020

    • 著者名/発表者名
      Zhang J, Furuta T, Sabit H, Tamai S, Jiapaer S, Dong Y, Kinoshita M, Uchida Y, Ohtsuki S, Terasaki T, Zhao S, Nakada M.
    • 雑誌名

      Cancer Sci

      巻: 111(7) 号: 7 ページ: 2413-2422

    • DOI

      10.1111/cas.14429

    • 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] Establishment and validation of highly accurate formalin-fixed paraffin-embedded quantitative proteomics by heat- compatible pressure cycling technology using phase-transfer surfactant and SWATH-MS.2020

    • 著者名/発表者名
      Uchida Y, Sasaki H, Terasaki T.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 10(1) 号: 1 ページ: 11271-11271

    • DOI

      10.1038/s41598-020-68245-2

    • 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
  • [雑誌論文] The Multipotential of Leucine-Rich α-2 Glycoprotein 1 as a Clinicopathological Biomarker of Glioblastoma.2020

    • 著者名/発表者名
      Furuta T, Sugita Y, Komaki S, Ohshima K, Morioka M, Uchida Y, Tachikawa M, Ohtsuki S, Terasaki T, Nakada M.
    • 雑誌名

      J Neuropathol Exp Neurol

      巻: 79(8) 号: 8 ページ: 873-879

    • DOI

      10.1093/jnen/nlaa058

    • 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
  • [学会発表] ヒト、ブタ血液クモ膜関門におけるタンパク質発現量解析及び輸送担体細胞膜局在の一斉解明2021

    • 著者名/発表者名
      竹内妃奈、後藤諒平、Magdalena Luczak、臼井拓也、田野光敏、高尾昌樹、寺崎哲也、内田康雄
    • 学会等名
      日本医用マススペクトル学会第46回年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] quantitative Global Absolute Proteomics (qGAP)法を用いたヒト脳毛細血管内皮細胞株(hCMEC/D3細胞)のヒト血液脳関門モデルとしての特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      平良怜雅、平野誠巳、池田千絵美、田野光敏、高尾昌樹、寺崎哲也、内田康雄
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アルツハイマー病患者の血液脳関門におけるグルコース・アミノ酸トランスポーターのタンパク質発現上昇2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木諒良、田野光敏、高尾昌樹、内田康雄
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SWATH法を用いたアルツハイマー病患者の血液脳関門におけるタンパク質発現量変動の解明2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木諒良、田野光敏、高尾昌樹、内田康雄
    • 学会等名
      日本薬学会 第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 神経膠芽腫の初発・再発診断マーカーとしての血漿中LRG1の有用性の検証2021

    • 著者名/発表者名
      川原田翔平、玉井翔、寺崎哲也、中田光俊、内田康雄
    • 学会等名
      日本薬学会 第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] パラフィン切片プロテオタイピングによるアミロイド血管症の脳血管における病態分子機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      半田拓巳、佐々木颯、田野光敏、高尾昌樹、寺崎哲也、内田康雄
    • 学会等名
      日本薬学会 第141年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 癌細胞の分子夾雑環境の再構築に基づく難治癌の個別化薬物療法の診断基盤の構築2020

    • 著者名/発表者名
      内田康雄
    • 学会等名
      新学術領域研究「分子夾雑化学」オンラインセミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Next generation quantitative proteomics opens up the new fields of CNS barrier studies2020

    • 著者名/発表者名
      Y Uchida
    • 学会等名
      Cerebral Vascular Biology Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Drug Delivery to the Brain - Physiological Concepts, Methodologies and Approaches - The second edition2022

    • 著者名/発表者名
      Y Uchida, R Goto, T Usui, M Tachikawa and T Terasaki
    • 総ページ数
      812
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ(内田康雄)

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~soutatsu/drug_design/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ(内田康雄)

    • URL

      http://www.pharm.tohoku.ac.jp/~soutatsu/dds/profile/uchida.htm

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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