メタボロミクスの疾患診断への試み

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最近の医学研究において，メタボローム解析をバイオマーカー検索や疾患診断に応用しようという動きが顕著に活発化している．メタボロームとは，ある時点における生体試料（体液，組織，細胞等）に含まれる低分子代謝物（分子量1,000 以下）のセットを意味する．この代謝物を網羅的に定性・定量解析することをメタボローム解析といい，主に質量分析計や核磁気共鳴（NMR：Nuclear Magnetic Resonance）を使って行われる．特に近年では，質量分析計を用いた解析技術が進展し，ライフサイエンス分野では欠かせない研究手法の一つとなりつつある．医学研究においてもその重要性が認識され始め，特にバイオマーカーの候補の検索に有用とされている．その理由は，様々な病態では，病気に関連する細胞・組織内において酵素タンパク質による代謝の変動が起こり，その疾患特有の代謝物のパターン（メタボロームプロファイル）へと変化し，それが血液・尿中にも反映することが予想されるからである．ヒトに限らず地球上に存在する生命体は，生命活動を維持するため，あるいは外からの刺激や環境変化に適応するため，遺伝子からメッセンジャーRNA を転写し，タンパク質を合成し，その働きにより恒常性を維持している．一般に病気と言われる状態ではこの恒常性に乱れが生じており，患者の病変部位に関わる組織・細胞が，健常人と異なる疾患特異的な代謝物パターンを示すことは容易に想像できる．そのためこの十数年の間，疾患特異的に増減する生体分子（バイオマーカー）探索が，いわゆる"オミクス解析"により行われてきた．例えば，手術などで摘出されたがん部と非がん部組織に含まれるメッセンジャーRNA を，DNAチップやマイクロアレイで比較定量する「トランスクリプトーム解析」やヒトゲノムプロジェクトの成果であるタンパク質アミノ酸配列データベースと質量分析計を利用した，同組織に含まれるタンパク質を網羅的に比較定量する「プロテオーム解析」が挙げられる．これらの手法により，がんなどの疾患特異的に増減する遺伝子産物が新たに検出され，病気の発症メカニズムの分子レベルでの解明に大いに役立っている．ところが，これらは，検査目的でよく用いられる血液や尿中に検出されないことから，疾患の早期発見・病気の進行度の判定・手術予後の判定を目的とするバイオマーカーとしては，当初に期待したほどの成果が出ていないことが指摘されている．よって，検査に用いる血液・尿中に検出される代謝物の量の変動を直接調べる方が，診断を目的とするバイオマーカーの発見に結びつきやすいという考え方が浸透しつつあり，酵素の働きにより，生産される代謝物を網羅的に定量する「メタボローム解析」を併せて行うことが重要と言われている．私どもは，がん患者の血清に含まれる代謝物を健常人のものと比較するため，質量分析計を用いたメタボローム解析を実施している．この解析で得られたがん患者の血清で変動する代謝物群を利用したメタボロミクスの疾患診断への試みについて紹介したい．
2010-11-25

メタボロミクスの疾患診断への試み

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