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2021 年度 実施状況報告書

分子病理学の新領域を拓くパラフィン切片プロテオタイピングによる病理診断

研究課題

研究課題/領域番号 21K19365
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) 2021-07-09 – 2023-03-31
キーワードプロテオタイピング / パラフィン切片 / 病理診断 / 分子病理学 / レーザーマイクロダイセクション
研究実績の概要

臨床研究において、パラフィン組織を用いたタンパク質発現の網羅的定量法の開発は重要な課題であるが、従来法は再現性が極めて悪かった。本研究では、パラフィン組織を用いた高精度な「プロテオタイピング」によって、分子病理学の新領域を拓くことを目標とした。
これまでの検討によって、すでに予定前倒しで、パラフィン切片を用いた網羅的定量プロテオミクスの手法を開発してきた。超高圧と常圧を交互に与える(1)Pressure Cycling Technology(PCT)によってホルマリン架橋の除去、蛋白抽出、トリプシン消化を完全に進行させることができ、数千種類の蛋白質発現の一斉かつ高精度定量を可能にする(2)SWATH測定と(3)高精度定量ペプチド選択法を用い、再現性と網羅性の低さを解決してきた。
本計画では、先ず、レーザーマイクロダイセクションを用いて、パラフィン切片から、病変部位とそうでない部位を区別して採取し、開発したプロテオミクス手法を適用することによって、病態分子機構を解明できること及びレーザーマイクロダイセクションを組み合わせた技術の有用性を実証した。具体的には、肝障害マウスの肝臓のパラフィン切片を用いて、障害部位をレーザーマイクロダイセクションで採取し、従来の抗体を用いたタンパク質発現と独自のプロテオミクス法に基づく発現の定量結果を比較した結果、良好かつ網羅的に病変部位の分子機構をとらえることができることが実証された。
アルツハイマー病患者の脳から血管を採取し、独自のプロテオミクス手法を適用した結果、初めて、アルツハイマー病の脳血管においてリボソーム複合体およびその後の翻訳過程が活性化していることが明らかとなった。すでに論文発表済みである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

独自に開発してきたFFPE定量プロテオミクスにレーザーマイクロダイセクションを組み合わせた手法を開発でき、この手法の開発によって、ヒトの病態血管の単離と解析が実現し、はじめて、新規の病態分子機構をヒトで発見できたため。予定よりも前倒しで進んでいるため。

今後の研究の推進方策

アルツハイマー病に加えて、ヒトの病態パラフィン組織(アミロイド血管症など)を用いて、ヒトの脳および脳血管における病態分子機構およびその個人差を網羅的に解明できることを実証する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [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)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      東フィンランド大学/ヘルシンキ大学
  • [国際共同研究] スタンフォード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      スタンフォード大学
  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      スイス連邦工科大学
  • [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: 39(7) ページ: 1363-1392

    • DOI

      10.1007/s11095-022-03193-2

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Activation of Annexin A2 signaling at the blood-brain barrier in a mouse model of multiple sclerosis2022

    • 著者名/発表者名
      Tezuka K, Suzuki M, Sato R, Kawarada S, Terasaki T, Uchida Y
    • 雑誌名

      J Neurochem

      巻: 160(6) ページ: 662-674

    • DOI

      10.1111/jnc.15578

    • 査読あり
  • [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) ページ: 383

    • DOI

      10.3390/biomedicines10020383

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Atlas of the Quantitative Protein Expression of Anti- Epileptic-Drug Transporters, Metabolizing Enzymes and Tight Junctions at the Blood-Brain Barrier in Epileptic Patients2021

    • 著者名/発表者名
      Sato R, Ohmori K, Umetsu M, Takao M, Tano M, Grant G, Porter B, Bet A, Terasaki T, Uchida Y
    • 雑誌名

      Pharmaceutics

      巻: 13(12) ページ: 2122

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics13122122

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 亜鉛輸送をはじめとする肝臓トランスポーター群のタンパク質絶対発現量と局在の網羅的解明2021

    • 著者名/発表者名
      内田 康雄, 平野 誠巳, 寺崎 哲也
    • 学会等名
      生命金属科学 夏の合宿
  • [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
  • [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
  • [学会発表] 中枢関門における創薬標的を探索するための方法論の構築2021

    • 著者名/発表者名
      手塚健太、内田康雄
    • 学会等名
      日本薬剤学会第36年会
  • [学会発表] Central nervous system (CNS) barrier-targeting drug discovery as a new strategy for CNS disorder treatment: An example of multiple sclerosis2021

    • 著者名/発表者名
      Kenta Tezuka, Masayoshi Suzuki, Risa Sato, Shohei Kawarada, Tetsuya Terasaki and Yasuo Uchida
    • 学会等名
      36th JSSX Annual meeting
    • 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
  • [備考] 研究代表者ホームページ(内田康雄)

    • URL

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

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公開日: 2022-12-28  

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