プロテオームによる糖尿病の病態解析法の開発

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12204011
• 研究機関: 北里大学
• 研究代表者: 前田 忠計 北里大学, 理学部, 教授 (90265728)
• 研究分担者: 藤田 芳邦 北里大学, 医学部, 助教授 (50133286) ; 馬場 志郎 北里大学, 医学部, 教授 (00051889) ; 大石 正道 北里大学, 理学部, 講師 (40233027) ; 松崎 尹雄 三菱化学, 科学技術センター, フェロー ; 古舘 専一 北里大学, 医学部, 助教授 (80095512)
• キーワード: プロテオーム解 / 糖尿病 / 酸化傷害タンパク質 / ヒト組織バンク / タンパク質機能状態

研究概要

【1】疾患プロテオミクスの構成要件、戦略目標が明確化した。「プロテオミクス」は一般に、【1-1】「タンパク質の網羅的同定と含有量決定(タンパク質発現解析)」と考えられているが、これだけでは糖尿病研究には不十分であることが分かった。これに加えて、【1-2】「(正常&病的)翻訳後修飾によるタンパク質の機能状態変化の網羅的解析(機能プロテオーム解析)」と、【1-3】「プロテオームの変動について多変量解析を行い、診断・治療のターゲットタンパク質群を発見すること」が必要である。【2】プロジェクト初年度の研究は、目標【1-1】を達成しても糖尿病の病態解析法の開発に至らないことを明らかにした。その原因の一つは【2-1】複数のタンパク質含有量の微細ではあるが協調的変動を見逃している可能性、もう一つは【2-2】タンパク質含有量には反映されない機能的変動を見逃している可能性である。前者については多変量解析の導入、後者については酸化傷害タンパク質検出法の開発により、解決の展望がそれぞれ開かれた。今後の疾患プロテオミクスの最重要課題はタンパク質機能状態を網羅的に検出するプローブを多数開発することである。【3】ヒト組織バンクの設立。北里大学病院および東病院においては、年間2万件の手術検体が生じる。この病院と連携してヒト組織バンクを構築し、先端的医学研究の基盤的環境を整備した。【4】反省。「新規診断法、治療法、医薬品開発基盤の構築」については、個別には進んでいる。たとえば、タンパク質のX線構造解析を行うための試料作成法については、大腸菌、酵母、昆虫細胞、コムギ無細胞発現系がすべて対応可能となった。また、ペプチドライブラリー・スクリーニング系の構築は完了し、現在、ライブラリー作成を継続中である。しかし、上流部での糖尿病関連タンパク質の発見が遅れているために、上流部と下流部の有機的連携には至っていない。

研究成果

• [文献書誌] Lee CW, Kim S, Roh SH, Endoh H, Kodera Y, Maeda T, Kohno T, Wang JM, Swartz KJ, Kim JI.: "Solution structure and functional characterization of SGTx1, a modifier of Kv2.1 channel gating"Biochemistry. 43. 890-897 (2004)
• [文献書誌] 大石正道, 小寺義男, 前田忠計: "遺伝性疾患モデル動物を用いた疾患プロテオーム解析"Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan (JMSSJ). 51. 516-523 (2003)
• [文献書誌] Oh-Ishi M, Ueno T, Maeda T.: "Proteomic method detects oxidatively induced protein carbonyls in muscles of a diabetes model Otsuka Long-Evans Tokushima Fatty (OLETF) rat."Free Radic Biol Med.. 34. 11-22 (2003)
• [文献書誌] Oh-Ishi M, Maeda T.: "Separation techniques for high-molecular-mass proteins."J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci.. 771. 49-66 (2002)
• [文献書誌] Oh-Ishi M, Satoh M, Maeda T.: "Preparative two-dimensional gel electrophoresis with agarose gels in the first dimension for high molecular mass proteins."Electrophoresis. 21. 1653-1669 (2000)
• [文献書誌] 松崎尹雄: "構造プロテオミクス-蛋白質ネットワークの構造生物学"蛋白質・核酸・酵素 臨時増刊(大島泰郎, 西村善文, 横山茂之, 中村春木 編). 47. 955-959 (2002)
• [文献書誌] 前田忠計, 大石正道, 小寺義男: "ゲノミクス・プロテオミクスの新展開(監修:今中忠行)"(株)エヌ・ティー・エス. (2004)