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2012 年度 実績報告書

グライコプロテオーム解析技術を用いた肺癌糖鎖標的腫瘍マーカーの網羅的同定

研究課題

研究課題/領域番号 22680064
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

植田 幸嗣  独立行政法人理化学研究所, バイオマーカー探索・開発チーム, 上級研究員 (10509110)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード肺癌 / 糖鎖 / プロテオミクス / レクチン / バイオマーカー / 血清 / 診断
研究概要

前年度までに、独自に開発した網羅的糖鎖変動定量分析技術IGEL法(Mol Cell Proteomics, 2010 (9) 1819)、及び96連IGEL精製ロボットを使用し、144症例の血清(健常者血清39例、良性肺疾患29例(COPD6例、間質性肺炎23例)、肺腺癌Stage I-IV 49例、肺扁平上皮癌Stage I-IV 27例)から得られた糖ペプチド精製物の質量分析を完了した。また、二段階からなる統計解析手法により、肺腺癌早期診断マーカー候補9種類、肺扁平上皮癌早期診断マーカー候補7種類の糖タンパク質を決定した。本年度はCy3標識レクチン(ConA、SSA、LCA)と各種バイオマーカー候補糖タンパク質特異抗体、そしてLuminexテクノロジーを組み合わせた高速定量イムノアッセイシステムの構築を試みたが、標的とする計16種類の血清糖タンパク質に対する十分な特異性、親和性を持つ抗体を入手することが現行の抗体作成技術では極めて困難であることが分かった。こうした技術上のリスクは事前に予測されていたため、同時並行で開発を行ってきた独自の糖鎖構造高速定量質量分析技術Energy Resolved Oxonium Ion Monitoring Technology (Erexim法) (Anal Chem, 2012 (84) 9655)をバイオマーカーの大規模検証試験に導入した。本技術は分析対象とする糖ペプチドのアミノ酸配列情報さえあれば、特定の糖鎖付加部位に結合した糖鎖バリエーションを50種類まで10分間で一斉定量可能である。さらに、数百症例の検証試験のための血清前処理条件の至適化も行い、全行程を96ウェルフィルタプレート上で処理できるように工夫も行った。

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

肺癌糖鎖標的バイオマーカー検証試験方法の第一候補として予定していたイムノアッセイについては、全候補タンパク質に対する特異抗体作成の困難性が判明したため回避することとしたが、当初予定で計画していた第二の新規分析法開発が予想以上に順調に進み、知財化、論文化まで行うことが出来た。この成果により、さらに新規性、スループットの高い糖鎖標的腫瘍マーカー検証試験が可能となったため、当初予定と比して予定通りの深達度であると評価できる。

今後の研究の推進方策

本年度開発を行った糖鎖構造高速定量質量分析技術Energy Resolved Oxonium Ion Monitoring Technology (Erexim法)を用いた肺癌糖鎖標的バイオマーカー候補の大規模検証試験を行う。
具体的にはトリプシン消化を行った血清サンプルをトリプル四重極型質量分析装置にて分析する。ここで、すでに同定済みの16種糖タンパク質バイオマーカー候補分子特異的な質量チャネルを設定し、同タンパク質群に付加された糖鎖構造とその存在比率を糖鎖由来フラグメントイオン(オキソニウムイオン)から決定する。
最終的には判別分析や回帰分析を応用したマルチバイオマーカー診断モデルを構築し、最も感度、特異度が高く早期肺癌が診断可能なシステムの完成を目指す。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件) 図書 (2件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Lysyl 5-hydroxylation, a novel histone modification, by Jumonji domain containing 6 (JMJD6).2013

    • 著者名/発表者名
      Motoko Unoki
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 288 ページ: 6053-6062

    • DOI

      10.1074/jbc.M112.433284.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preapoptotic protease calpain-2 is frequently suppressed in adult T-cell leukemia.2013

    • 著者名/発表者名
      Makoto Ishihara
    • 雑誌名

      Blood

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical function for nuclear envelope protein TMEM209 in human pulmonary carcinogenesis.2012

    • 著者名/発表者名
      Takashi Fujitomo
    • 雑誌名

      Cancer Research

      巻: 72 ページ: 4110-4118

    • DOI

      10.1158/0008-5472.CAN-12-0159.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of a novel oncogene, MMS22L, involved in lung and esophageal carcinogenesis.2012

    • 著者名/発表者名
      Minh-Hue Nguyen
    • 雑誌名

      International Journal of Oncology

      巻: 41 ページ: 1285-1296

    • DOI

      10.3892/ijo.2012.1589.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative structural characterization of local N-glycan microheterogeneity in therapeutic antibodies by energy-resolved oxonium ion monitoring.2012

    • 著者名/発表者名
      Atsuhiko Toyama
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 84 ページ: 9655-9662

    • DOI

      10.1021/ac3023372.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an orally-administrative MELK-targeting inhibitor that suppresses the growth of various types of human cancer.2012

    • 著者名/発表者名
      Suyoun Chung
    • 雑誌名

      Oncotarget

      巻: 3 ページ: 1629-1640

    • 査読あり
  • [学会発表] 血中エクソソーム腫瘍マーカー探索のためのプロテオミクス2012

    • 著者名/発表者名
      植田幸嗣
    • 学会等名
      第3回癌研セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20121022-20121022
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of pancreatic cancer biomarkers by focused proteomics technologies.2012

    • 著者名/発表者名
      植田幸嗣
    • 学会等名
      第71回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      20120919-20120921
    • 招待講演
  • [学会発表] Energy Resolved Oxonium Ion Monitoring (Erexim) technology for the analysis of N-glycan microheterogeneity.2012

    • 著者名/発表者名
      植田幸嗣
    • 学会等名
      11th Human Proteome Organization (HUPO) Annual Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 年月日
      20120909-20120913
  • [学会発表] 新規肺癌早期診断マーカー同定のための、血中エクソソーム定量プロテオームプロファイリング2012

    • 著者名/発表者名
      植田幸嗣
    • 学会等名
      第4回RNAi研究会
    • 発表場所
      広島
    • 年月日
      20120831-20120903
    • 招待講演
  • [学会発表] A focused proteomics technology QUEST-MS identified a novel plasma prostate cancer biomarker polypeptide complementing PSA test.2012

    • 著者名/発表者名
      植田幸嗣
    • 学会等名
      第10回日本ヒトプロテオーム学会年会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20120726-20120727
    • 招待講演
  • [図書] 細胞工学2013

    • 著者名/発表者名
      植田幸嗣
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      学研メディカル秀潤社
  • [図書] 肝胆膵2013

    • 著者名/発表者名
      植田幸嗣
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      株式会社 アークメディア
  • [産業財産権] 前立腺癌の進行度の評価方法、前立腺癌の検出方法、および検査キット2013

    • 発明者名
      植田幸嗣
    • 権利者名
      植田幸嗣
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-061094
    • 出願年月日
      2013-03-22
  • [産業財産権] ヒトTリンパ球向性ウイルスI型関連疾患検出用ポリペプチドとその利用2012

    • 発明者名
      植田幸嗣
    • 権利者名
      植田幸嗣
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-189318
    • 出願年月日
      2012-08-29
  • [産業財産権] 糖鎖構造の解析方法2012

    • 発明者名
      植田幸嗣
    • 権利者名
      植田幸嗣
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2012-197908
    • 出願年月日
      2012-09-07

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公開日: 2014-07-24  

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