新たながんプロファイリング診断としての超臨界流体質量分析システムの検証

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16H05227
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 吉田 優 神戸大学, 医学研究科, 准教授 (00419475)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: メタボロミクス / 質量分析計 / 超臨界流体抽出 / 超臨界流体クロマトグラフィー / がん

研究実績の概要

本研究は、超臨界流体抽出と超臨界流体クロマトグラフィーにタンデム四重極型質量分析計を接続した新しい分析系を構築し、その分析系の「がんプロファイリング診断システム」への適用の可能性について検証することを目的とした。はじめに、オンライン超臨界流体抽出（SFE）-超臨界流体クロマトグラフィー（SFC）-質量分析（MS）装置を用いることで、ヒト血清中に存在する代謝物が、より感度よく分析できるのか否かについて検討した。本検討では、血清をスポットした乾燥血清スポット（DSS）を使用した。まず、SFC-MSによる血中代謝物分析において、最適なカラムの選定を行った。続けて、SFCにおいてモディファイヤーとして使用する溶媒、ならびに、そのグラジエント条件など、最適条件の検討を実施した。次に、SFE-SFC-MSの状態での血中代謝物分析の最適条件の検討を実施した。これらの順で分析条件の検討を実施し、SFE-SFC-MS装置において、ヒト血清中に存在する代謝物をより感度よく分析できる最適条件を決定した。
また、本研究課題の最終目標であるオンラインSFE-SFC-MS装置によるバイオマーカー測定、ならびに、そのバイオマーカー分析システムの構築に先駆け、代謝物バイオマーカー候補を見出すため、液体クロマトグラフ質量分析計（LC/MS）を用いて、がん患者、ならびに、健常者の血中代謝物分析を開始した。はじめに、対象としたがん種は、口腔がん、膵がん、大腸がんで、平成29年度での代謝物バイオマーカー候補選定に向けて、現在、血液検体の分析を進めている。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成28年度に実施した研究により、SFE-SFC-MS装置において、ヒト血清中に存在する代謝物をより感度よく分析できる最適条件を決定でき、また、本研究で対象とする代謝物バイオマーカー候補の選定に目途もつきつつあるので、ほぼ計画通りに研究が進んでいると判断している。

今後の研究の推進方策

平成29年度も、平成28年度に引き続き、本研究で対象とする代謝物バイオマーカー候補の探索を実施し、平成29年度中にその選定を終了する。また、選定された代謝物バイオマーカー候補を対象として、SFE-SFC-MS装置における分析条件の再検証等を実施し、オンラインSFE-SFC-MS装置による代謝物バイオマーカー分析システムの構築に向けたデータ収集を進める。

研究成果

• [雑誌論文] Investigations in the possibility of early detection of colorectal cancer by gas chromatography/triple-quadrupole mass spectrometry (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishiumi S., Kobayashi T., Kawana S., Unno Y., Sakai T., Okamoto K., Yamada Y., Sudo K., Yamaji T., Saito Y., Kanemitsu Y., Tsuda Okita N., Saito H., Tsugane S., Azuma T., Ojima N., Yoshida M.
  • 雑誌名: Oncotarget 巻: 8 ページ: 17115-17126
  • DOI: 10.18632/oncotarget.15081
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evaluation of a novel system for analyzing hydrophilic blood metabolites (2017)
  • 著者名/発表者名: Nishiumi S., Shima K., Azuma T., Yoshida M.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: in press ページ: in press
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2017.01.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of highly sensitive biomarkers that can aid the early detection of pancreatic cancer using GC/MS/MS-based targeted metabolomics (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirata Y., Kobayashi T., Nishiumi S., Yamanaka K., Nakagawa T., Fujigaki S., Iemoto T., Kobayashi M., Okusaka T., Nakamori S., Shimahara M., Ueno T., Tsuchida A., Sata N., Ioka T., Yasunami Y., Kosuge T., Kaneda T., Kato T., Yagihara K., Fujita S., Yamada T., Honda K., Azuma T., Yoshida M.
  • 雑誌名: Clinica Chimica Acta 巻: 468 ページ: 98-104
  • DOI: 10.1016/j.cca.2017.02.011
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The use of on-line SFE-SFC/MS/MS to analyze disease biomarkers in dried serum spots compared with serum analysis using LC/MS/MS. Rapid Communications in Mass Spectrometry (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M., Nishiumi S., Kobayashi T., Sakai A., Iwata Y., Uchikata T., Izumi Y., Azuma T., Bamba T., Yoshida M.
  • 雑誌名: Rapid Communications in Mass Spectrometry 巻: 31 ページ: 886-984
  • DOI: 10.1002/rcm.7857
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] メタボロミクスによる早期大腸がんスクリーニングシステムの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 吉田 優
  • 学会等名: 第24回日本がん検診・診断学会総会
  • 発表場所: 日本大学会館（東京・千代田区）
  • 年月日: 2016-09-16 – 2016-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of gas-chromatography tandem mass spectrometry system with automated TMS derivatization in analysis of plasma metaboites (2016)
  • 著者名/発表者名: Noriyuki Ojima, Shuichi Kawana, Yumi Unno,Yukihiko Kudo, Takero Sasaki, Takashi Kobayashi, Shin Nishiumi, Masaru Yoshida
  • 学会等名: 12th annual conference of the metabolomics society
  • 発表場所: Dublin, Ireland
  • 年月日: 2016-06-27 – 2016-06-30
• [備考] 神戸大学大学院医学研究科内科系講座病因病態解析学分野ホームページ
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/metabo/index.html