質量分析計を用いたがん転移早期検出法の開発

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 26430143
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 波多野 直哉 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (10332280)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: バイオマーカー / メタボローム / がん

研究実績の概要

がん(悪性腫瘍)は日本人の死亡原因の第1位で、約1/3を占めている。このがんで死に至るケースのほとんど(9割)で、がん転移を起こしていることが知られている。原発巣での外科治療や化学療法によるコントロールに成功しても、最終的に転移巣が大きくなって予後不良となる。がん転移を早期に発見する有効な手段はほとんどなく、簡便で低コストかつ効率よくスクリーニングする方法が求められている。そこで、がん転移の早期検出法として、代謝物(生体内低分子化合物)プロファイルを利用することを考えた。
がん転移は、上皮性のがん細胞が、より運動性の高い間葉系細胞の表現型を獲得することがきっかけとなる。これを上皮間葉転換(EMT: Epithelial-Mesenchymal Transition)といい、このEMTは、TNF-αとTGF-βの同時投与により誘導できる。
これを材料に、ガスクロマトグラフィー-質量分析計(GCMS-QP2010 Ultra)を使用し、EMTをおこしたヒト乳がん細胞とそうでない状態の細胞の代謝物パターンの比較を多変量解析を用いて行い、がんの転移と相関して変動する代謝物群を探索した。その結果、ホスホエノールピルビン酸とピルビン酸に有意な差があることを発見した。

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

今年度の研究目的であった、がん転移に関わる代謝物を同定することができた。当初の計画通り、おおむね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

乳がん細胞での転移での代謝物変動を担う代謝酵素の同定を行う。
転移する細胞に特徴的な代謝物パターンの変動に関わる代謝酵素群を同定し、検出された代謝変動が理にかなったものかどうか検討を行う。上皮間葉転換(EMT)を起こした細胞群とコントロール群の細胞を、安定同位体を含むアミノ酸を加えた細胞培養液中で培養(SILAC: Stable isotope labeling using amino acids in cell culture)し、大きく変動する代謝酵素を検出する。当研究室では、300種類の代謝酵素タンパク質の比較定量が可能な系を確立している。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of putative biomarkers for prediabetes by metabolome analysis of rat models of type 2 diabetes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yokoi N, Beppu M, Yoshida E, Hoshikawa R, Hidaka S, Matsubara T, Shinohara M, Irino Y, Hatano N, Seino S.
  • 雑誌名: Metabolomics 巻: 11(5) ページ: 1277-1286
  • DOI: 10.1007/s11306-015-0784-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of insulin signaling in skeletal muscle by PIP3 phosphatase, SKIP, and endoplasmic reticulum molecular chaperone glucose-regulated protein 78. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ijuin T, Hatano N, Hosooka T, Takenawa T.
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: 1853(12) ページ: 3192-3201
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2015.09.009.
  • 査読あり