網羅的糖鎖解析による新規癌マーカーの探索と診断技術の開発

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25220206
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 西村 紳一郎 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 教授 (00183898)
• 研究分担者: 神山 俊哉 北海道大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (80322816) ; 能祖 一裕 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (10314668) ; 大山 力 弘前大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80282135) ; 比能 洋 北海道大学, 先端生命科学研究科(研究院), 准教授 (70333333) ; 天野 麻穂 北海道大学, 創成研究機構 ＵＲＡステーション, 特任助教 (80365808)
• 研究期間 (年度): 2013-05-31 – 2018-03-31
• キーワード: 糖鎖 / グライコブロッティング法 / グライコミクス / 疾患マーカー / 肝細胞癌 / 膵癌 / 腎細胞癌 / 早期診断法

研究概要

平成25年度の計画に従い研究を進め、以下の各項目について予定通りあるいはそれ以上の成果を得た。
①大規模糖鎖解析拠点の整備～北海道大学を糖鎖プロファイルデータ収集のプラットフォームとして整備した。
②患者検体の収集と臨床情報の管理～各研究分担者の所属する研究機関（弘前大学、岡山大学、北海道大学医学部）は各疾患患者試料（血清を中心とした尿、組織・細胞など）の収集と糖鎖プロファイルデータとの関連付けに必要となる広範な臨床情報の管理を行った。また、各々の疾患領域ごとに200～300例程度の患者検体を系統的に採取するために必要な準備・手続き等を完了した。健常者においても血清糖鎖発現プロファイルは性別や年齢、さらに生活習慣などによるある程度の変動（個体差）が観察されることは既に判明しているので、これらの影響をできる限り排除するため、個々の患者の詳細な臨床情報に加えて性別・年齢・既往症や生活習慣に至る基本データの収集を徹底した。
③大規模糖鎖解析～各分担者により収集された患者検体の糖鎖解析をすみやかに開始した。弘前大学においては、一昨年度導入したSweetBlotによりglycoblottingまでを現地で実施し、質量分析用プレートに点茶腐れた上体で北大拠点へ輸送後測定する、という仕組みを構築した。

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

本年度計画していた3つの研究実施項目、①大規模糖鎖解析拠点の整備、②患者検体の収集と臨床情報の管理、および③大規模糖鎖解析、それぞれについて目標としていたクライテリアを達成できたと判断する。特に患者・健常者の良質な血清サンプルを体系的に収集するシステムが各研究機関で構築されており、既に収集された多様な疾患領域での大規模グライコミクス研究をスタートさせることができた。

今後の研究の推進方策

各年度において、目標としていた堅牢な研究実施体制とシステムの構築を達成している。既に各医療機関との共同研究による成果の一部が医学分野の専門誌（Hepatology、J.Gastroenterology、J.Urologyなど）に公表されており、関連学会での反響も大きかった。
次年度以降には更に疾患糖鎖データベースの質と量の充実を図り、実際に臨床現場での有効性を評価できるマーカーの探索へ進展させる。
また、岡山大学においてはSweetBlotの設置が完了しており、今後さらに大規模解析が加速される見通しである。

研究成果

• [雑誌論文] Serum N-glycan alteration associated with renal cell carcinoma detected by high-throughput glycan analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama S., Amano M., Tobisawa Y., Yoneyama T., Tsuchiya N., Habuchi T., Nishimura S-I., Ohyama C
  • 雑誌名: J. Urol. 巻: 191 ページ: 805-813
  • DOI: 10.1016/j.juro.2013.10.052
  • 査読あり
• [雑誌論文] A straightforward protocol for the preparation of high performance microarray displaying synthetic MUC1 glycopeptides (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsushita T., Takada W., Igarashi K., Naruchi K., Miyoshi R., Garcia-Martin F., Amano M., Hinou H., Nishimura S-I.
  • 雑誌名: BBA-GenSubjects 巻: 1840 ページ: 1105-1116
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2013.11.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discovery of novel differentiation markers in the early stage of chondrogenesis by glycoform-focused reverse proteomics and genomics (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishihara T., Kakiya K., Takahashi K., Miwa H., Rokushima M., Yoshinaga T., Tanaka T., Togame T., Takemoto H., Amano M., Iwasaki N.,Minami A., Nishimura S-I.
  • 雑誌名: BBA-GenSubjects 巻: 1840 ページ: 645-655
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2013.10.027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum glycan as a prognostic marker in patients with advanced hepatocellular carcinoma treated with sorafenib (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyahara K., Nouso K., Miyake Y., Nakamura S., Obi S., Amano M., Hirose K., Nishimura S-I., Yamamoto K.
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 59 ページ: 355-356
  • DOI: 10.1002/hep.26531
  • 査読あり
• [雑誌論文] N- and O-glycome analysis of serum and urine from bladder cancer patients using a high-throughput glycoblotting method (2013)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi M., Amano M., Kitamura H., Tsukamoto T., Masumori N., Hirose K., Ohashi T and Nishimura S-I.
  • 雑誌名: Journal of Glycomics & Lipidomics 巻: 3 ページ: 108
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Approach for the Synthesis of Hyper-Branched N-Glycan Core Structures from Locust Bean Gum (2013)
  • 著者名/発表者名: Kumar R., Naruchi K., Miyoshi R., Hinou H., Nishimura S-I.
  • 雑誌名: Org. Lett. 巻: 15 ページ: 6278-6281
  • DOI: 10.1021/ol403140h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum glycan markers for evaluation of disease activity and prediction of clinical course in patients with ulcerative colitis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyahara K., Nouso K., Saito S., Hiraoka S., Harada K., Takahashi S., Morimoto Y., Kobayashi S., Ikeda F., Miyake Y., Shiraha H., Takaki A., Amano, M. Nishimura S.-I, Yamamoto K.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 8 ページ: e74861
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074861
  • 査読あり
• [雑誌論文] Attomolar Detection of Influenza A Virus Hemagglutinin Human H1 and Avian H5 Using Glycan-blotted Field Effect Transistor Biosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Hideshima S., Hinou H., Ebihara D., Sato R., Kuroiwa S., Nakanishi T., Nishimura S-I., Osaka T.
  • 雑誌名: Anal. Chem. 巻: 85 ページ: 5641-5644
  • DOI: 10.1021/ac401085c
  • 査読あり
• [雑誌論文] Clinical utility of high-throughput glycome analysis in patients with pancreatic cancer (2013)
  • 著者名/発表者名: Nouso K., Amano M., Miyahara K., Ito M. Y., Miyahara K., Morimoto Y., Kato H., Tsutsumi K., Tomoda T., Yamamoto N., Nakamura S., Kobayashi S., Kuwaki K., Hagihara H., Onishi H., Miyake Y., Ikeda F., Shiraha H., Takaki A., Nakahara T., Nishimura S-I., Yamamoto K.
  • 雑誌名: J. Gastroenterology 巻: 48 ページ: 1171-1179
  • DOI: 10.1007/s00535-012-0732-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of novel serum biomarkers of hepatocellular carcinoma using glycomic analysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kamiyama T., Yokoo H., Furukawa J., Kurogochi M., Togashi T., Miura N., Nakanishi K., Kamachi H., Kakisaka T., Tsuruga Y., Taketomi A., Nishimura S-I., Todo S.
  • 雑誌名: Hepatology 巻: 57 ページ: 2314-2325
  • DOI: 10.1002/hep.26262
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum N-glycan profiling predicts prognosis in patients undergoing hemodialysis (2013)
  • 著者名/発表者名: Hatakeyama S., Amano M., Tobisawa Y., Yoneyama T., Tsushima M., Hirose K., Yoneyama T., Hashimoto Y., Koie T., Saitoh H., Yamaya K., Funyu T., Nisimura S-I., and Ohyama C.
  • 雑誌名: Sci. World J. 巻: 2013 ページ: ID268407
  • 査読あり
• [学会発表] High Performance Glycopeptide Microarray: Rapid Epitope Profiling of Monoclonal Antibodies and Serum Autoantibodies
  • 著者名/発表者名: 西村紳一郎
  • 学会等名: 27th International Carbohydrate Symposium (ICS2014)
  • 発表場所: Indian Institute of Science, Bangalore INDIA
  • 招待講演
• [学会発表] Autoantibodies to cancer-associated MUC1 fragments in healthy human sera discovered by high performance glycopeptide microarray platform
  • 著者名/発表者名: 西村紳一郎
  • 学会等名: 246th ACS National Meeting & Expositions
  • 発表場所: Hyatt Regency Indianapolis（米国）
• [学会発表] Toward personalized medicine from chemical glycobiology
  • 著者名/発表者名: 西村紳一郎
  • 学会等名: ヒト疾患に深く関連した糖鎖生物学のセミナーシリーズ
  • 発表場所: 中央研究院生物医学科学研究所 (Institute of Biomedical Sciences (IBMS)), 台湾
  • 招待講演
• [学会発表] Toward personalized medicine from glycan biomarkers discovered by glycoblotting-assisted high throughput serum glycomics
  • 著者名/発表者名: 西村紳一郎
  • 学会等名: 8ｔｈ ISABS Conference (ISABS：International Society for Applied Biological Sciences)
  • 発表場所: Le Meridien Lav Split（クロアチア）
  • 招待講演