2018 年度実施状況報告書

膵がんにおける代謝バイオマーカーの確立

研究課題

研究課題/領域番号	18K07266
研究機関	神戸大学
研究代表者	小林隆神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (90709669)
研究分担者	西海信神戸大学, 医学研究科, 特命准教授 (20514706)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	IPMN / 代謝物 / バイオマーカー
研究実績の概要	本研究は、血液メタボロミクスによって膵がん、および、膵がんリスク疾患である膵管内乳頭粘液性腫瘍（IPMN）に対するバイオマーカーを開発することが目的である。H30年度は、IPMNにおける血中バイオマーカー候補16成分の濃度分布を明らかにすることと、その他の血中代謝物からバイオマーカーを再探索することを計画した。検体には多施設で収集されたIPMN患者24例、健常者58例の保存血漿を用いた。標的代謝物は、Valine、2-Aminoethanol、Nonanoic acid、Threonine、Methionine、Creatinine、Arabinose、Asparagine、Xylitol、Glutamine、1,5-Anhydro-glucitol、Lysine、Histidine、Tyrosine、Inositol、Uric acidの計16代謝物とした。測定はガスクロマトグラフィ質量分析で行い、質量分析にはトリプル四重極質量分析計を用い、目的とする代謝物をより選択的に検出するmultiple reaction monitoring（MRM）モードを採用した。各標的代謝物の安定同位体と標準血漿を用いて、絶対定量系を構築した。IPMNと健常者を比較検定したところ、分析した16成分中10成分で健常者との有意差を認めた。膵がん患者54例の分析結果とも比較すると、この10成分のうち5成分では血中濃度分布が、健常者＞IPMN＞膵がんと順に低下していた。この結果は、血中代謝物バイオマーカーが膵がんのリスク疾患であるIPMNをも対象にし得ることを示す有意義な結果である。検体採取時の条件が血中濃度に与える影響についても検討実験を行い、成果を論文報告した。これによって検体採取法を確定し、既に次年度以降の実験のための前向き検体収集を実施中である。
現在までの達成度 (区分)	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バイオマーカー候補の16成分を対象とした分析は予定通り進行している。検体収集時の条件検討については計画以上の進展を得ることができ、最終年度で計画している別の厳密な検体セットを用いた検証実験のための準備を進めることができている。しかし、候補とした16成分以外からのバイオマーカー再探索は未だ十分に行えていない。
今後の研究の推進方策	評価項目とした16成分は、GC/MSを用いた我々の過去の分析によって見出されたものである。研究代表者らは特に脂質の分析に秀でた液体クロマトグラフィ質量分析（LC/MS）を導入し、それらを統合した約500成分に対するワイドターゲット分析系を整備した。脂質はがんの増殖においても重要なはたらきをしていることが知られており、LC/MSによる探索を加えることによって、より精度の高い判別が可能となることが期待できる。よって、本項目では、膵がん、IPMN、健常者に対してこのワイドターゲット分析を行い、他に有用な成分がないかをあらためて探索する。この探索を経て決定したIPMN血中の代謝物バイオマーカー候補に関して、これらの成分に限定して分析条件を最適化することによって、選択性、感度、再現性、分析速度の向上を図り、分析再現性の目標をCV値10%未満として最適化を行う。これによって検体側の要因と分析側の要因のいずれもが十分に検証され最適化された環境がはじめて完成し、次のステップへ進むことが可能となる。検体の採取から分析までの工程を標準操作手順（SOP）として策定し、SOP管理下に採取した検体を用いて各群約50検体用いて、2ここまでで選択された成分の分析を行い、バイオマーカーとしての有用性を検証する。また、得られた結果を代謝経路上にマッピングすることで、病態に関与する代謝経路を抽出する。これに文献的な考察も加えることで、バイオマーカーがもつ生理学的意義の仮説を立てる。可能であれば、疾患モデルマウスを用いた動物実験や培養細胞実験にも着手し、メカニズムを検討する。
次年度使用額が生じた理由	分析に用いる消耗品は既に所有していた分があり、物品費は予定よりも少額になった。学会での成果発表は行ったが、研究費を使用しなかった。分析は小規模であったため補佐員を雇用しなかった。次年度では分析に供するサンプルサイズが拡大する計画であり、物品費、人件費として次年度へ繰り越し、計画通り研究を遂行する。