疾患関連創薬バイオマーカー探索研究

文献情報

文献番号
201207005A
報告書区分
総括
研究課題名
疾患関連創薬バイオマーカー探索研究
課題番号
H20-バイオ-指定-005
研究年度
平成24(2012)年度
研究代表者(所属機関)
山西 弘一(独立行政法人医薬基盤研究所)
研究分担者(所属機関)
  • 朝長 毅(独立行政法人医薬基盤研究所)
  • 角田 慎一(独立行政法人医薬基盤研究所)
  • 仲 哲治(独立行政法人医薬基盤研究所)
  • 中山 敬一(九州大学 生体防御医学研究科)
  • 平野 久(横浜市立大学院 国際総合科学研究科)
  • 尾野 雅哉(独立行政法人 国立がんセンター研究所)
  • 寒川 賢治(独立行政法人 国立循環器病センター研究所)
  • 南野 直人(独立行政法人 国立循環器病センター研究所)
  • 高坂 新一(独立行政法人 国立精神・神経センター 神経研究所)
  • 加藤 菊也(独立行政法人 大阪府立病院機構 大阪成人病センター)
  • 野村 文夫(千葉大学大学院 医学研究院)
  • 荒木 令江(熊本大学大学院 生命科学研究部)
  • 中村 和行(山口大学大学院 医学系研究科)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 創薬基盤推進研究(創薬バイオマーカー探索研究)
研究開始年度
平成20(2008)年度
研究終了予定年度
平成24(2012)年度
研究費
290,000,000円
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
 疾患関連バイオマーカーの発見には疾患の根本的な原因であるタンパク質の異常を見つけることが必須であり、ヒトの血液、尿、組織などの臨床材料を用いた疾患プロテオミクス研究が重要である。本研究では、最新の高精度次世代質量分析計を駆使し、日本のプロテオミクス研究の第一線で活躍している研究分担者と協力して、今までにない網羅性の高いタンパク質の検出・同定・検証のための基盤的技術の開発を行い、その技術を用いて癌、生活習慣病、神経疾患等を対象とした疾患バイオマーカーの探索・検証を行い、実用化に結びつくバイオマーカーを1つでも多く創出することを目的とした。
研究方法
1.iTRAQ法、SRM/MRMを用いたタンパク質の定量比較解析法、2.リン酸化タンパク質解析法、3.細胞膜タンパク質解析法、4.2DICAL法、5.抗体プロテオミクス手法(ファージ抗体ライブラリー技術)、6.超高感度自己抗体検出法、7.PROTEOMEX技術によるバイオマーカー抽出法、8.プロテオーム解析とトランスクリプトーム解析融合による統合プロテオミクス
結果と考察
 本年度は特に以下の研究方法、研究材料を用いて研究を遂行した。
1.SRM/MRM法を用いた大腸癌バイオマーカー候補タンパク質105種類の大規模検証、および血漿中のアルツハイマー病バイオマーカー超微量ペプチドAPL1βの高感度定量を行った。2.抗体プロテオミクス技術を用い、乳がん関連膜蛋白質Eph receptor A10(EphA10)の各種乳がん組織・正常組織での発現分布を解析することで創薬ターゲットとしての有用性を評価した。3.悪性黒色腫の手術組織を用いた定量的プロテオミクス手法(iTRAQ法)により、悪性黒色腫のバイオマーカー探索を行い、同定されたマーカー候補タンパク質Periostinの機能解析を行った。4.SRM/MRM解析プラットフォームを利用して多検体の精密な絶対量計測が可能なことを実証するとともに、よりスループットが高い解析法としてSWATH法による絶対定量法の構築を試みた。5.細胞培養液に分泌するタンパク質のショットガン解析を行い、明細胞腺癌バイオマーカータンパク質TFPI2を同定し、その診断バイオマーカーとしての有用性を検証した。6.2DICAL法を用い、肝臓癌の診断治療に有用なリン酸化プロテオーム解析を行った。7.心不全のバイオマーカー探索するため、マウスの心筋症モデルとイヌ機械的刺激心不全モデルのショットガンプロテオーム解析を実施した。8.髄液のプロテオーム解析のための前処理法の検討を行った。9.大腸癌や膵臓癌の癌特異的糖鎖抗原α2-6 sialylated Type 1H, ST1H検出のためのモノクローナル抗体作製を行った。10.原発性肝細胞癌バイオマーカーとして、血中自己抗体Ku86抗体検出法を試み、診断の有用性について検討した。11.統合プロテオミクス解析を用い、グリオーマ幹細胞の分化制御タンパク質を同定した。12.C型肝炎ウィルス関連肝細胞癌バイオマーカーとして、血中自己抗体HSP70抗体を検出するためのプロテインチップの開発を行った。膵臓がんの抗がん剤による治療評価のためのバイオマーカー候補蛋白としてHSP27の有用性について検討した。
結論
 次世代プロテオミクス基盤技術を用いてヒト臨床検体を用いた大規模なバイオマーカー候補タンパク質の探索を行った。その結果、上記の新規バイオマーカー候補タンパク質の同定に成功した。

公開日・更新日

公開日
2013-08-13
更新日
-

研究報告書(PDF)

研究報告書(紙媒体)

公開日・更新日

公開日
2013-11-18
更新日
-

文献情報

文献番号
201207005B
報告書区分
総合
研究課題名
疾患関連創薬バイオマーカー探索研究
課題番号
H20-バイオ-指定-005
研究年度
平成24(2012)年度
研究代表者(所属機関)
山西 弘一(独立行政法人医薬基盤研究所)
研究分担者(所属機関)
  • 朝長 毅(独立行政法人医薬基盤研究所)
  • 角田 慎一(独立行政法人医薬基盤研究所)
  • 仲 哲治(独立行政法人医薬基盤研究所)
  • 中山 敬一(九州大学生体防御医学研究所)
  • 平野 久(横浜市立大学院国際総合科学研究科)
  • 尾野 雅哉(独立行政法人国立がんセンター研究所)
  • 寒川 賢治(独立行政法人国立循環器病センター研究所)
  • 南野 直人(独立行政法人国立循環器病センター研究所)
  • 高坂 新一(独立行政法人国立精神・神経センター神経研究所)
  • 加藤 菊也(地方独立行政法人大阪府立病院機構大阪府立成人病センター)
  • 野村 文夫(千葉大学大学院医学研究院)
  • 荒木 令江(熊本大学大学院生命科学研究部)
  • 中村 和行(山口大学大学院医学系研究科)
研究区分
厚生労働科学研究費補助金 厚生科学基盤研究分野 創薬基盤推進研究(創薬バイオマーカー探索研究)
研究開始年度
平成20(2008)年度
研究終了予定年度
平成24(2012)年度
研究者交替、所属機関変更
-

研究報告書(概要版)

研究目的
 疾患関連バイオマーカーの発見には疾患の根本的な原因であるタンパク質の異常を見つけることが必須であり、ヒトの血液、尿、組織などの臨床材料を用いた疾患プロテオミクス研究が重要である。本研究では、最新の高精度次世代質量分析計を駆使し、日本のプロテオミクス研究の第一線で活躍している研究分担者と協力して、今までにない網羅性の高いタンパク質の検出・同定・検証のための基盤的技術の開発を行い、その技術を用いて癌、生活習慣病、神経疾患等を対象とした疾患バイオマーカーの探索・検証を行い、実用化に結びつくバイオマーカーを1つでも多く創出することを目的とした。
研究方法
 5年間の本研究期間の間、バイオマーカー探索・同定・検証のための種々のプロテオミクス技術を開発、実施してきた。具体的には、ショットガン法を用いた大規模タンパク質同定法、iTRAQ法、2DICAL法を用いたタンパク質の定量比較解析法、SRM/MRM法を用いたタンパク質絶対定量法、リン酸化タンパク質解析法、糖鎖解析法、細胞膜タンパク質解析法、抗体プロテオミクス法、自己抗体検出法、PROTEOMEX法、融合プロテオミクス技術などである。これらの技術を活用し、大規模で網羅性に優れたタンパク質の探索と検証を行い、疾患特異的なバイオマーカーの探索と検証を行った。
結果と考察
 上記の測定手法を用い、20種類の以下に示すバイオマーカー候補を同定、検証および機能解析を行った。
大腸癌:eIF4H, ST1H, FAM83H、頭頚部癌:plectin、乳癌:EphA10、卵巣癌:annexin IV, TFPI2、膵癌:prolyl hydroxylated α-fibrinogen, CXC Chemokine Ligand 7,α1-antitrypsin, ST1H、肝癌:Ku86自己抗体、HSP70自己抗体, Mn-SOD自己抗体、Peroxiredoxin 6自己抗体、悪性黒色腫:periostin、アルツハイマー病:APL1β、慢性血栓塞栓性肺高血圧症:fibrinogen A αchain fragment、肝繊維化マーカー:fibrinogen αC-chain 5.9 KD fragment、抗癌剤毒性予測マーカー:haptoglobin、炎症活動化マーカー:leucine rich α 2 glycoprotein
 特記すべきはこの中でprolyl hydroxylated α-fibrinogen、LRG、fibrinogen αC-chain 5.9 KD fragmentについて、製品化を行った点である。
 本研究において発見されたバイオマーカーは、画期的な医薬品の研究開発に繋がるシーズになる可能性がある。また、我が国の創薬研究に係る基盤的な技術レベルが向上し、日本の医薬品産業の国際的競争力が強化され、日本国内はもとより世界の患者に質の高い医薬品を提供することが可能となる。さらに、それに派生する効果として、高性能質量分析機器類を用いる大量かつ高効率のタンパク質解析技術およびそれに対応する情報処理解析技術(バイオインフォマティクス)等の最先端分野の科学技術・産業分野における我が国の水準の向上に資することが可能となる。
結論
 バイオマーカータンパク質探索・検証のための種々のプロテオーム基盤技術を開発した。それらの手法を用いてヒト臨床検体を用いた大規模なバイオマーカー候補タンパク質の探索を行い、上記の新規バイオマーカー候補タンパク質の同定に成功し、一部製品化を実現した。

公開日・更新日

公開日
2013-08-13
更新日
-

研究報告書(PDF)

研究報告書(紙媒体)

公開日・更新日

公開日
2013-11-18
更新日
-

行政効果報告

文献番号
201207005C

成果

専門的・学術的観点からの成果
本研究において、我が国の主要な疾患、特にがん、神経疾患、免疫難病等に関してその発症・治癒に関わるタンパク質を解析することにより、重要な創薬基盤バイオマーカーを発見した。
臨床的観点からの成果
本研究において、画期的な医薬品の研究開発に繋がるシーズ等を提供することで、質の高い診断薬、治療薬の開発が可能となり、患者に対する医療の質の向上が期待できる。
ガイドライン等の開発
該当なし
その他行政的観点からの成果
本研究において同定・検証・製品化されたバイオマーカーが、今後の大規模検証によって有用性が認められれば、画期的な医薬品の研究開発に繋がる。それにより、日本国内はもとより世界の患者に質の高い医薬品を提供することが可能となる。また、疾患の早期発見が可能になり、より安価な治療薬が開発されれば、医療費の軽減につながる。さらに、ナノHPLC、高性能質量分析計を用いる高精度のタンパク質解析技術及びそれに対応するバイオインフォマティクス等の最先端技術の開発は我が国の学術水準の向上に資することが可能となる。
その他のインパクト
1.2010年日経産業新聞にがん化促すタンパク質として報道。
2.2010年日刊薬業新聞に大腸がん・食道がんにかかわるタンパク質同定として報道。
3.2012年日本経済新聞に血液一滴で病気判明として報道。
4.2012年公開シンポジウム「疾患関連創薬バイオマーカー探索研究」を開催。
5.2013年日経サイエンスに最新のプロテオーム解析技術と臨床経験を融合し大腸がんなど重要なバイオマーカーを発見として報道。

発表件数

原著論文(和文)
4件
原著論文(英文等)
177件
その他論文(和文)
10件
その他論文(英文等)
2件
学会発表(国内学会)
272件
学会発表(国際学会等)
85件
その他成果(特許の出願)
31件
その他成果(特許の取得)
10件
その他成果(施策への反映)
0件
その他成果(普及・啓発活動)
0件

特許

特許の名称
乳がん治療の予後判定方法
詳細情報
分類:
特許番号: 特願2012-117961
発明者名: 朝長 毅、村岡 賢、村上達夫、加 藤菊也、宮本泰豪
権利者名: 独立行政法人医薬基盤研究所
出願年月日: 20120523
国内外の別: 国内
特許の名称
大腸癌治療剤
詳細情報
分類:
特許番号: 特願2012-135619
発明者名: 朝長 毅、久家貴寿、久米秀明
権利者名: 独立行政法人医薬基盤研究所
出願年月日: 20120615
国内外の別: 国内外
特許の名称
大腸がんの判定方法
詳細情報
分類:
特許番号: 特願2012-274638
発明者名: 朝長 毅、久米秀明
権利者名: 独立行政法人医薬基盤研究所
出願年月日: 20121227
国内外の別: 国内
特許の名称
自己免疫疾患検査用バイオマーカー及び検査方法
詳細情報
分類:
特許番号: 特許第5246705号
発明者名: 仲先生、世良田先生、岸本忠三
権利者名: 独立行政法人医薬基盤研究所
出願年月日: 20090609
取得年月日: 20130419
国内外の別: 国内
特許の名称
卵巣明細胞腺癌に特異的に発現しているタンパク質とその応用
詳細情報
分類:
特許番号: 特許第5224309号
発明者名: 荒川憲昭, 増石有佑, 山中結子, 平野久, 川崎博史, 平原史樹, 宮城悦子
権利者名: 横浜市立大学
出願年月日: 20110218
取得年月日: 20130322
国内外の別: 国内
特許の名称
癌が疑われる患者または患者 由来の組織の癌部と非癌部との判別方法お よびそれに用いる判別試薬
詳細情報
分類:
特許番号: 特許第5133842 号
発明者名: 清宮正徳、朝長 毅、宮崎 勝、野 村文夫
権利者名: 独立行政法人医薬基盤研究所
出願年月日: 20081014
取得年月日: 20121116
国内外の別: 国外
特許の名称
Tumor marker for pancreatic cancer
詳細情報
分類:
特許番号: US8017732B2
発明者名: 尾野雅哉、山田哲司、廣橋説雄
権利者名: 国立がん研究センター
取得年月日: 20110913
国内外の別: 国外

主な原著論文20編(論文に厚生労働科学研究費の補助を受けたことが明記された論文に限る)

公開日・更新日

公開日
2017-06-20
更新日
2017-06-22

収支報告書

文献番号
201207005Z