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2013 年度 実施状況報告書

質量イメージングによるアミロイド病変局在性異常修飾蛋白の同定とフィブリル形成機序

研究課題

研究課題/領域番号 25513010
研究種目

基盤研究(C)

研究機関大阪医科大学

研究代表者

中西 豊文  大阪医科大学, 医学部, 准教授 (10247843)

研究分担者 辻 求  大阪医科大学, 医学部, 教授 (60144466)
田窪 孝行  大阪医科大学, 医学部, 教授 (60163359)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード質量イメージング / アミロイドーシス / 沈着分子 / コンゴレッド染色性
研究概要

初年度は、病院病理部の協力を得て「アミロイド症」と確定診断されたFFPE病理組織切片を、加熱処理にてタンパク質分子の高次構造を賦活化し、on-tissue酵素消化後、質量イメージング(MSMS)解析/データベース検索にてアミロイド原性タンパク質並びにその異常修飾構造を同定する。同時に、断片化ペプチドの局在性を可視化し、従来の病理組織学的検索結果と比較し本法が従来の病理組織学的検索と相補的に有用である事を明らかにした。
具体的には、25種類のアミロイド原性タンパク質分子の中で、比較的解析容易な免疫グロブリン/β2ミクログロブリン/トランスサイレチンを標的タンパク質分子とし、それら標的タンパク質起因アミロイドーシス患者の病理標本(心筋/肺組織)薄切を作成し、一部はコンゴレッド染色/抗トランスサイレチン抗体・抗免疫グロブリン軽鎖(λ/κ鎖)・抗アミロイドP成分・血清アミロイドA抗体との反応性を明らかにした。また残りは、賦活化/on-tissue酵素消化/質量イメージング解析およびタンデム質量分析/データベース検索にて免疫グロブリンλ鎖およびトランスサイレチンのアミノ酸配列に一致する解析結果が得られた。また、起因タンパク質のOn-tissue酵素消化ペプチドの分子イオンを指標にして、薄切内局在を明らかにした。質量イメージング像(Heat-map)とコンゴレッド/特異抗体陽性部位が一致した。本法は、アミロイド症病理学的確定診断の相補的解析法として有用で有る事が証明出来た。

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

1)「 IMS法によるアミロイド症診断およびその解析法の確立」本学病院病理部の協力の下、FFPE標本を用い、組織切片上での酵素消/断片化ペプチド群のIMS(MSMS)法/データベース検索等にて組織内に沈着したアミロイド原性タンパク質を検出・同定し、診断に寄与する。同時に、標的タンパク質の修飾構造とその組織内の局在性を明らかにする。更に、従来の病理組織学的検索結果と比較検討し、両者が一致する事を明らかにする。 達成度:免疫グロブリン軽鎖(λ鎖)とトランスサイレチン起因アミロイド原性分子を本法にて検出・同定出来た。
2)「 FFPE病理標本中のアミロイド原性TTR分子の異常修飾構造同定」過去10数年間に渡るアミロイド症の診断・病態解析にて見出した「TTR分子のアミロイド原性獲得反応」にて生成する異常修飾TTR分子(還元剤抵抗性)をFFPE病理組織より検出・同定する。更に、in vivoアミロイド誘導化反応を惹起させた心筋/網膜組織切片中より同一の異常修飾構造TTR分子を検出・同定し、アミロイド原性獲得と異常修飾構造との相関性を明らかにする。 達成度:次年度に研究開始
3)「他の全身性/透析アミロイド症起因タンパク質の構造解析」免疫グロブリン(Ig)軽鎖・β2ミクログロブリン(β2MG)などTTR分子以外のアミロイド原性タンパク質分子内にTTR分子と同様、SH基の異常修飾構造が形成されている事を検証する。 達成度:免疫グロブリン軽鎖(λ鎖)起因アミロイド症の確定診断し得た病理標本を用いて解析中

今後の研究の推進方策

FFPE組織切片のアミロイド斑(コンゴレッド染色陽性部位/電子顕微鏡にて針状のアミロイド線維確認部位)部位を新規導入されたレーザーマイクロダイセクション/CHIP1000にて採取し、プロテオーム手法にてTTR分子内CysのSH基のαアミノアクリル酸(デヒドロアラニン)への構造変換を再検証する。同定したアミロイド原性TTRの修飾構造解析結果を詳細に解析し、特にCysのSH残基に注目し、SH基から高反応性αアミノアクリル酸(デヒドロアラニン等)への構造変化を過去のin vitroアミロイド誘導化実験結果と検証する。
1)SH残基からのαアミノアクリル酸への変換については、in vitro実験で既に立証済みであるが、Cys-S-SO3共存下、市販の正常網膜/心筋組織を用いてin vivoアミロイド誘導化反応を惹起させた後、組織切片をIMS解析並びに病理免疫組織学的検索し、組織内TTR分子の異常修飾構造を詳細に解析する。
2)同定した異常修飾構造がin vitroアミロイド誘導化実験と同様の結果である事を立証する。
3)AL型/透析型アミロイド症病理標本より検出同定したアミロイド原性Ig軽鎖およびβ2MG分子内に存在するSH残基のαアミノアクリル酸への変換をTTR分子同様に検証し、我々の「アミロイド原性獲得機序」に関する仮説を検証する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 質量分析法による医学応用研究2014

    • 著者名/発表者名
      佐藤七夕子、中西豊文
    • 雑誌名

      大阪医科大学雑誌

      巻: 72 ページ: 103-112

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Topologies of amyloidogenic proteins in Congo red-positive sliced sections of formalin-fixed paraffin embedded tissues by MALDI-MS imaging coupled with on-tissue tryptic digestion.2013

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi T,* Ito M, Nirasawa T, Tsuji M, Takubo T.
    • 雑誌名

      Clin. Biochem.

      巻: 46 ページ: 1595-1600

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of candesartan in mouse plasma by MALDI-TOFMS and in tissue sections by MALDI-imaging using the stable-isotope dilution technique.2013

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi T*, Takai S, Jin D, Takubo T.
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry(Tokyo)

      巻: 2 ページ: A0021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Significance of the vascular concentration of angiontensin II receptor blockers on the mechanism of lowering blood pressure in spontaneously hypertensive rats.2013

    • 著者名/発表者名
      Takai S, Jin D, Sakonjo H, Takubo T, Nakanishi T.
    • 雑誌名

      J. Pharmacolog. Sci.

      巻: 123(4) ページ: 371-379

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 組織学的薬物動態解析の重要性2013

    • 著者名/発表者名
      高井真司、金徳男、田窪孝行、中西豊文
    • 雑誌名

      臨床化学

      巻: 42(4) ページ: 317-323

    • 査読あり
  • [学会発表] 質量イメージング法による病理組織診断の可能性と将来像2013

    • 著者名/発表者名
      中西豊文
    • 学会等名
      第60回 日本臨床検査医学会学術集会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      20131201-20131203
  • [学会発表] MALDI-TOF MS法による多菌種混在試料中の迅速同定に関する基礎的検討(第2報2013

    • 著者名/発表者名
      中西豊文、東山智宣、松山由美子、田窪孝行
    • 学会等名
      第38回 日本医用マススペクトル学会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      20130926-20130927
  • [学会発表] 質量分析を利用した酸化生成物の解析2013

    • 著者名/発表者名
      七里元督、石田規子、萩原義久、吉田康一、中西豊文
    • 学会等名
      第38回 日本医用マススペクトル学会
    • 発表場所
      神戸市
    • 年月日
      20130926-20130927
  • [学会発表] 組織/毛髪切片の質量イメージング解析―可能性とその限界―~生命・地球・宇宙・材料科学における新展開~2013

    • 著者名/発表者名
      中西豊文
    • 学会等名
      イメージング質量分析シンポジウム
    • 発表場所
      千葉市
    • 年月日
      20130905-20130905
    • 招待講演
  • [学会発表] On-tissue消化/質量イメージング法による病理組織診断の現状とその将来像2013

    • 著者名/発表者名
      中西豊文
    • 学会等名
      第40回BMSコンファレンス
    • 発表場所
      宮崎市
    • 年月日
      20130708-20130710
    • 招待講演
  • [学会発表] Hair analysis for drugs by mass spectrometry imaging: A new perspective to investigate drug use history.2013

    • 著者名/発表者名
      Miki A, Kamata T, Shima N, Katagi M, Tatsuno M, Zaitsu K, Nakanishi T, Sato T, Tsuchihashi H, Suzuki K
    • 学会等名
      50th Annual Meeting of the International Association of Forensic Toxicologists
    • 発表場所
      Hamamatsu
    • 年月日
      20130603-20130608
  • [図書] 臨床検査におけるイメージング質量分析(分担)2013

    • 著者名/発表者名
      中西豊文(丹羽利允、野村文夫編集)
    • 総ページ数
      6(190)
    • 出版者
      診断と治療社

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公開日: 2015-05-28  

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