1細胞メタボロミクスに向けた基盤技術開発
キーワード：1細胞メタボローム解析
2016.10.

次世代メタボロミクスの技術開発と医学応用
キーワード：メタボロミクス，メタボローム分析，ワイドターゲット定量メタボロミクス，ノンターゲットメタボロミクス
2015.04.

次世代低分子スペクトルデータベースシンマスバンクの構築（JST ライフサイエンスデータベース統合推進事業統合化推進プログラム）
2023.04～2028.03, 代表者：松田 史生, 大阪大学大学院.

劇症型NK白血病に対する新規治療標的システイン-GGT系・トランスフェリン(Tf)ーTf受容体の作用機序解明（AMED 次世代がん医療加速化研究事業　令和４年度二次公募研究領域B　探索研究フェーズ）
2022.10～2025.03, 代表者：幸谷 愛, 東海大学総合医学研究所.

データ駆動進化医学で解く季節性うつと冬眠の代謝基盤 （JST-CREST 「データ駆動・AI駆動を中心としたデジタルトランスフォーメーションによる生命科学研究の革新」）
2022.10～2028.03, 代表者：柚木 克之, 理化学研究所.

消化管グルコース排泄の生理・病理的意義に関する包括的解析（科学研究費補助金 挑戦的研究・開拓）
2022.06～2025.03, 代表者：小川 渉.

自己分子の包括的同定と自己認識を介した免疫ネットワーク形成の理解（科学研究費補助金 学術変革領域研究A 計画研究）
2022.06～2027.03, 代表者：和泉 自泰, 九大・生体防御医学研究所
免疫系は専ら非自己病原体を認識して排除する生体防御システムとして考えられてきたが、その後、自己成分（=自己リガンド）も認識することが明らかとなってきた。この現象には、自己を攻撃する有害な「罪」の面だけでなく、生体に有益な応答をもたらす「功」の要素があることが明らかになりつつある。本研究では、世界最高レベルの分離・分析・分取技術を用いて、免疫センサー分子が認識する未知の自己成分を包括的に同定する。さらに、同定した自己成分と免疫センサー分子の定量情報および高精度オミクスデータを取得し、自己認識を介した免疫ネットワーク形成の数理モデルの構築を目指す。.

生体防御における自己認識の「功」と「罪」（科学研究費補助金 学術変革領域研究A 総括班）
2022.06～2027.03, 代表者：山崎 晶.

オルガネラメタボローム計測技術の開発（科学研究費補助金 挑戦的研究・萌芽）
2022.06～2025.03, 代表者：和泉 自泰, 九大・生体防御医学研究所
細胞は，環境中の生化学的情報 (シグナル) を受け，これが別の刺激を誘導し次々と伝達されることでシグナル経路を形成する．この生命システムは，シグナル伝達システムと呼ばれ，発生，細胞周期，分化，寿命，老化，疾患発症など，あらゆる生命現象に深く関わっている。そのため，細胞機能を真に理解するためには，シグナル分子の同定およびそれらの分子群の時期特異的な局在場所を明らかにすることが重要である。本研究では，これまで独自に開発してきた 「1細胞ピッキング技術」，および 「メタボローム (代謝物総体) 解析法」 を発展させ，細胞内の代謝物局在情報を時期特異的に取得可能な 「オルガネラメタボローム計測技術」の開発に挑戦する。.

機械学習を用いた原発性アルドステロン症における個別化医療基盤の確立（科学研究費助成事業 基盤研究C）
2022.04～2025.03, 代表者：馬越 洋宜, 九州大学大学院医学研究科.

次世代メタボローム解析技術による代謝マップの拡張と機能未知遺伝子の包括的帰属（科学研究費補助金 基盤研究B）
2022.04～2025.03, 代表者：和泉 自泰, 九大・生体防御医学研究所
メタボロミクス分野における重要課題の一つは、代謝物同定（帰属）である。近年の質量分析技術の発展に伴い、様々な生体試料からは数千種の分子量関連イオンピークが確認できるようになったが、この中で同定できる代謝物ピークはわずか～20%である。また、最も単純な生命体である大腸菌（K-12 MG1655）は、4623個の遺伝子が存在しているが、1600個（約35％）は実験的証拠のない機能未知遺伝子である。そこで本研究では、申請者らが開発を進めている次世代メタボローム解析技術を用いて、大腸菌の機能未知酵素遺伝子の包括的帰属に挑戦する。具体的には、「課題①：エピメタボライトライブラリーの構築と代謝マップの拡張」、「課題②：3960種の大腸菌単一遺伝子破壊株（Keio collection）の網羅的定量メタボローム分析」、「課題③：大腸菌の機能未知酵素遺伝子の包括的帰属」、の3つの研究課題に取り組む。.

PET陽性肺がん特異的バイオマーカーの同定と検証 (科学研究費助成事業基盤研究 B)
2021.04～2024.03, 代表者：吉田 優, 兵庫県立大学, 環境人間学部.

歯周病菌が腸内細菌と胆汁酸の代謝経路に及ぼす影響 (科学研究費助成事業基盤研究 C)
2021.04～2024.03, 代表者：柏木 陽一郎, 大阪大学大学院歯学研究科.

血中代謝物分析における新たなデータ補正・定量分析法の確立 (科学研究費助成事業基盤研究 C)
2021.04～2024.03, 代表者：西海　信, 兵庫医科大学.

JST ムーンショット型研究開発事業（ムーンショット目標1）「2050年までに、人が身体、脳、空間、時間の制約から解放された社会を実現」誰もが自在に活躍するアバター共生社会の実現　　バイオマーカー探索
2020.12～2025.11, 代表者：石黒 浩, 大阪大学大学院　
本研究ではCAを利用した際の操作者および利用者の状態 (幸福感や満足感、ストレス、疲れなど) を高感度・迅速・正確に検出できる新規のバイオマーカーを探索する。.

JST 未来社会創造事業（探索加速型：「共通基盤」領域）「革新的な知や製 品を創出する共通基盤システム・装置の実現」1細胞定量分子フェノタイプ解析に向けた微量試料自動前処理装置の開発
2020.11～2023.03, 代表者：和泉自泰, 九州大学　生体防御医学研究所
1細胞メタボロームおよびプロテオーム解析システムの自動化および定量性を向上させるための技術開発を行う。.

歯周病による口腔内の細菌環境悪化と全身状態の変化を繋ぐ分子機構の解明 （AMED 革新的先端研究開発支援事業 「微生物叢と宿主の相互作用・共生の理解と、それに基づく疾患発症のメカニズム解明」）
2018.10～2024.03, 代表者：村上 伸也, 大阪大学 歯学研究科.

1細胞メタボローム・プロテオーム分析によるがん細胞株の分子フェノタイプ解析 (科学研究費助成事業基盤研究 C)
2019.04～2022.03, 代表者：和泉 自泰, 九大・生体防御医学研究所
生命の最小単位である細胞は特異的な機能を持つ細胞集団に分類することができるが，近年の研究から同一細胞集団であっても多様性・不均一性を有することが知られている．この多様性が環境適応や疾患発症の過程において極めて重要な役割を担っていると考えられ注目されている．メタボロームは，生命システムを理解するための重要分子であると同時に，酵素に基づくゲノム情報の実行の結果，すなわち高解像度のフェノタイプとしても捉えることができる．研究代表者はこれまで1細胞でのマルチ分子フェノタイプ解析 (メタボロームおよびプロテオーム解析) を実現するために各種要素技術を開発してきた．本研究では，「ライブセルイメージング」×「1細胞サンプリング技術」×「超高感マルチ分子フェノタイプ解析」を融合した1細胞レベルでの代謝機能を網羅的かつ定量的に数値化するための基盤技術を創生し，がん細胞の細胞周期と代謝の差異を明らかにする．.

酸化脂質をターゲットとした疾患メカニズム解明および創薬基盤研究 （AMED 革新的先端研究開発支援事業 「画期的医薬品等の創出をめざす脂質の生理活性と機能の解明」）
2017.10～2023.03, 代表者：山田健一, 九州大学大学院薬学研究科.

次世代メタボローム解析技術開発と応用 科学研究費補助金（新学術領域研究・研究領域提案型・計画研究）「代謝アダプテーションのトランスオミクス解析」
2017.11～2020.12, 代表者：馬場 健史, 九州大学　生態防御医学研究所.

病原体糖脂質を介する新たな宿主免疫賦活機構の解明と感染症治療への応用（AMED 革新的先端研究開発支援事業 「画期的医薬品等の創出をめざす脂質の生理活性と機能の解明」）
2016.10～2022.03, 代表者：山崎　晶, 大阪大学微生物病研究所.

細胞チップMSシステムを用いた１細胞マルチ分子フェノタイピング(JST CREST)
2015.10～2021.03, 代表者：馬場　健史, 九州大学　生体防御医学研究所
本研究は、1細胞メタボローム解析を実現可能とするための基盤技術を構築するするものである。.

主要著書

主要原著論文

1.

Hiroaki Takeda, Yoshihiro Izumi*, Shohei Tamura, Tomonari Koike, Yui Koike, Masashi Shiomi, Takeshi Bamba, Lipid Profiling of Serum and Lipoprotein Fractions in Response to Pitavastatin Using an Animal Model of Familial Hypercholesterolemia, Journal of Proteome Research, 10.1021/acs.jproteome.9b00602, 19, 3, 1100-1108, 2020.03, [URL], Statins are widely used for the treatment of atherosclerotic cardiovascular diseases. They inhibit cholesterol biosynthesis in the liver and cause pleiotropic effects, including anti-inflammatory and antioxidant effects. To develop novel therapeutic drugs, the effect of blood-borne lipid molecules on the pleiotropic effects of statins must be elucidated. Myocardial infarction-prone Watanabe heritable hyperlipidemic (WHHLMI) rabbits, an animal model for hypercholesterolemia, are suitable for the determination of lipid molecules in the blood in response to statins because their lipoprotein metabolism is similar to that of humans. Herein, lipid molecules were investigated by lipidome analysis in response to pitavastatin using WHHLMI rabbits. Various lipid molecules in the blood were measured using a supercritical fluid chromatography triple quadrupole mass spectrometry. Cholesterol and cholesterol ester blood concentrations decreased by reducing the secretion of very low density lipoproteins from the liver. Independent of the inhibition effects of cholesterol biosynthesis, the concentrations of some lipids with anti-inflammation and antioxidant effects (phospholipid molecules with n-6 fatty acid side chains, lysophosphatidylcholines, phosphatidylethanolamine plasmalogens, and ceramide molecules) were significantly altered. These findings may lead to further investigation of the mechanism of statin action..

2.

Kosuke Hata, Yoshihiro Izumi*, Takeshi Hara, Masaki Matsumoto*, Takeshi Bamba, In-Line Sample Processing System with an Immobilized Trypsin-Packed Fused-Silica Capillary Tube for the Proteomic Analysis of a Small Number of Mammalian Cells, Analytical chemistry, 10.1021/acs.analchem.9b03993, 92, 4, 2997-3005, 2020.02, [URL], Omics analysis at single-cell resolution has helped to demonstrate the shaping of cellular heterogeneity on the basis of the expression of various molecules. However, in-depth proteomic analysis of low-quantity samples has remained challenging because of difficulties associated with the measurement of large numbers of proteins by shotgun proteomics using nanoflow liquid chromatography tandem mass spectrometry (nano-LC/MS/MS). To meet such a demand, we developed a method called in-line sample preparation for efficient cellular proteomics (ISPEC) in which cells were captured, directly lysed, and digested with immobilized trypsin within fused-silica capillaries. ISPEC minimized sample loss during the sample preparation processes with a relatively small number of mammalian cells (

主要総説, 論評, 解説, 書評, 報告書等

主要学会発表等

特許出願・取得

所属学会名

学協会役員等への就任

学会大会・会議・シンポジウム等における役割

学会誌・雑誌・著書の編集への参加状況