プロテオーム解析、細菌メタゲノム解析およびメタボローム解析を用いた小児外科疾患の原因解明および新規治療法探索に関するトランスレーショナルリサーチ

研究紹介

プロテオーム解析、細菌メタゲノム解析およびメタボローム解析を用いた小児外科疾患の原因解明および新規治療法探索に関するトランスレーショナルリサーチ

近年、科学技術の進歩による質量分析装置の改良に伴って、網羅的タンパク解析技術が急速に進歩しています。ヒト便中に存在する特定のタンパク質と炎症性腸疾患などの消化器疾患の発症や悪化の関連を示唆する報告が幾つか存在しますが、糞便を使った網羅的タンパク解析の報告は少ない状況です。2016年に初めてマウス糞便を使ったプロテオーム解析研究が報告され、成人領域では、便中の宿主由来タンパク質をターゲットにした大腸癌マーカーの探索に関する研究報告がみられ始めています。

これまでの小児の希少難病の研究は遺伝子解析が中心に行われ、一定の成果は出ているものの病因が不明な疾患が今尚多いのが現状です。また、小児の発達に関連した腸内細菌叢の推移に関する報告も幾つかありますが、小児の発達と便中タンパク質の関係に着目した研究は、本研究が初めてです。

本研究は、これまでの腸内細菌叢に対する研究アプローチとは全く異なり、ヒト便中に存在する宿主（ヒト・患児）由来タンパク質に注目して、希少疾患と難病の病因解明と新しいバイオマーカーの探索さらには新規治療法の開発を目的とする次世代の担い手となる子供たちを救うためのトランスレーショナルリサーチです。

マウス糞便のプロテオーム解析図

マウス糞便のプロテオーム解析図

マウス糞便のプロテオーム解析：最新式のLC-MS/MSを利用したマウス糞便の網羅的タンパク解析にて、約2,000種類のマウス由来タンパク質の同定に成功している。

業績

  • Watanabe E, Kawashima Y, Suda W, Kakihara T, Takazawa S, Nakajima D, Nakamura R, Nishi A, Suzuki K, Ohara O, Fujishiro J. Discovery of Candidate Stool Biomarker Proteins for Biliary Atresia Using Proteome Analysis by Data-Independent Acquisition Mass Spectrometry. Proteomes, 2020; 8(4): 36. doi: 10.3390/proteomes8040036.
  • Atarashi K, Suda W, Luo C, Kawaguchi T, Motoo I, Narushima S, Kiguchi Y, Yasuma K, Watanabe E, Tanoue T, Thaiss CA, Sato M, Toyooka K, Said HS4, Yamagami H, Rice SA, Gevers D, Johnson RC, Segre JA, Chen K, Kolls JK, Elinav E, Morita H, Xavier RJ, Hattori M, Honda K. Ectopic colonization of oral bacteria in the intestine drives TH1 cell induction and inflammation. Science, 2017; 20; 358(6361):359-365. doi: 10.1126/science.aan4526.
  • Takayasu L, Suda W, Watanabe E, Fukuda S, Takanashi K, Ohno H, Takayasu M, Takayasu H, Hattori M. A 3-dimensional mathematical model of microbial proliferation that generates the characteristic cumulative relative abundance distributions in gut microbiomes. ProS One, 2017; 12(8): e0180863. doi: 10.1371/journal.pone.0180863.
  • Atarashi K, Tanoue T, Ando M, Kamada N, Nagano Y, Narushima S, Suda W, Imaoka A, Setoyama H, Nagamori T, Ishikawa E, Shima T, Hara T, Kado S, Jinnohara T, Ohno H, Kondo T, Toyooka K, Watanabe E, Yokoyama S, Tokoro S, Mori H, Noguchi Y, Morita H, Ivanov II, Sugiyama T, Nuñez G, Camp JG, Hattori M, Umesaki Y, Honda K. Th17 cell induction by adhesion of microbes to intestinal epithelial cells. Cell. 2015.

特許出願

  • 1. 米国特許出願：2018年9月US Provisional:IBPF18-523US-prv、Paraprevotella属に属する細菌を有効成分として含有する、トリプシン活性抑制するための組成物
  • 2. 米国特許出願：2019年1月18日 US Provisional: US-62-794145腸内細菌株カクテルを用いた炎症性腸疾患治療剤

学会発表

  • 1. Watanabe E, Narushima S, Honda K. Novel method for visualization of bacterial localization and mucus distribution in the intestine. CSH-Asia Conference: Bacterial Infection & Host Defense 2017, Suzhou, China (Poster Award).