プロテオミクス受託解析サービス（iMPAQT法）

次世代定量プロテオミクス”iMPAQT法”によるタンパク質の大規模解析サービス

最新の質量分析計を使ったタンパク質の網羅解析、バイオマーカー探索の定量プロテオーム解析受託サービスを承ります。がん細胞を使用した基礎的な研究から、特に最近では外科的に切除した腫瘍組織サンプルの分析でご好評いただいています。質量分析を使ったタンパク質の受託解析、検査・外注サービスをご要望の際は是非とも弊社にご相談ください。
※ 本サービスは研究用です。商用・臨床用途にはご利用できません。

ヒト組換えタンパク質約18,000種を人工合成し、LC-MS/MS測定することで、各タンパク質を質量分析測定するためのメソッドデータベースを構築しています。データベースは順次拡大しており、将来的にはマウスなど動物への適用も目指して開発を継続中です。

九州大学 生体防御医学研究所の中山敬一先生・松本雅記先生の元で考案されたプロテオミクス用前処理手法（特許出願中）を用いて分析を行います。消化効率改善や吸着抑制効果を高めた前処理法となっており、目的タンパク質を高感度かつ高精度に検出します。また、高度にSchedule化されたMRM分析により１時間で最大400種（１タンパク質＝１ペプチドでの検出の場合）のタンパク質を定量分析することが可能です。

iMPAQTデータベースを活用すれば、分析したい複数のタンパク質をパネル化することが可能です。アイソザイムなど抗体では分離できずに諦めていた方もiMPAQT法ならば分析しうることが期待できます^2）。

基本的な原理はLC-MS/MSを用いたMultiple Reaction Monitoring（MRM）分析となります。MRM法は、四重極（Q-pole：Quadrupole）を3つタンデムに連ねた三連四重極型質量分析計において、プリカーサーイオンを通すQ1フィルターと、CID（衝突誘起解離）による開裂後の断片であるプロダクトイオンを通過させるQ3フィルターの組み合わせを設定することで、特定のペプチドを特異的かつ高感度に定量分析する手法です。

MRMの感度や定量ダイナミックレンジは通常のフルスキャンMSスペクトルの取得と比べて格段に高いですが、一方で選択するペプチドやCIDによるフラグメントの質量を事前に知っておく必要があり、対象に合わせた各分析パラメーターの最適化も不可欠となります。iMPAQT法では組換えタンパク質をベースにこれら事前情報を取得・データベース化しているため、細胞や組織検体などの内在性タンパク質を効率よく定量分析することが可能です。

ヒトがん細胞株11種を対象に、主要代謝酵素群約340種を一斉定量分析し、ヒートマップを作成しました。各細胞の由来によって代謝酵素の特徴的な発現パターンを示しており、各がん細胞が生存や増殖するためにどの代謝経路を活性化させているのかを可視化することが可能となります。
またiMPAQT法では、従来のショットガン法に代表される相対定量分析とは異なり、各酵素の発現量を定量値として算出できるため、各パスウェイの中での重要な因子を把握する事が可能となります。

HeLa細胞中の解糖系酵素発現量
各酵素の発現量を算出し、青色円の面積で量的関係を示しました。HeLa 細胞のグルコースの代謝に関わる解糖経路は、入り口が狭く出口が広い構造になっていることが明らかとなりました。

HeLa 細胞にthymidine block を使用して細胞周期を同調させ、2 時間毎に細胞を回収して代謝酵素発現量を測定し、各定量値を元にヒートマップを作成した。
DNA 合成期（S 期）は多くの代謝酵素発現が抑制されている（緑色）。また、細胞分裂後成長期（G1 期）に入ると解糖系・TCA サイクルに関する酵素が大きく発現が上昇（白〇部分、赤色）した。

iMPAQTデータベースを活用すれば、アイソザイムなど抗体では非特異反応により定量的な評価が難しい分子も分析することが可能です。抗体性能でお困りの際はご相談下さい。
注）iMPAQTデータベースはヒト組換えタンパク質をベースに構築されているため、リン酸化など修飾タンパク質の分析はできません。あらかじめご了承下さい。

解糖系酵素：ピルビン酸キナーゼ（pyruvate kinase：PKM）のアイソザイムを分析した。

Cancer Cell 誌の論文にて、解糖系酵素ピルビン酸キナーゼ1（PKM1）が小細胞肺がんを典型とする肺神経内分泌腫瘍の増殖に必須である事を明らかにしました。従来まではPKM2 の選択的な発現がWarburg 効果の成立には必須とされており、ほとんどのがん細胞はPKM1 ではなくPKM2 を圧倒的に高く発現するものでした。ところが本論文では、マウスにおける発がん実験や移植モデルにおける解析において、PKM2 よりもPKM1 の方ががんの増殖を促進することを示しており、これまでのがん代謝研究の定説に反証を唱えています。

本論文では、

Nature communications
A shift in glutamine nitrogen metabolism Contributes to the malignant progression of cancer.
Kodama M., et. al., Nat. Commun., 11（1 ）, 1320（ 2020）.
本論文では、iMPAQT 法を用いてがん細胞の悪性化に伴う代謝酵素発現を網羅的に調べ、グルタミンの窒素をDNA の前駆体に転移するPPAT という代謝酵素が高発現していることを発見し、この窒素代謝シフトががんの悪性化の過程に必須であることを突き止めました。さらに公共データベースから11,000 人におよぶがん患者のメタアナリシスを行い、PPAT が1,200 種のヒト代謝酵素の中で最もがん患者の死亡リスクを高める因子であることも明らかとなりました。タンパク質レベルでの網羅的な解析結果からメタアナリシスによる遺伝子発現レベルでのデータ検証、さらにはメタボロミクスによるフラックス解析を含めた、『トランスオミクス解析』を実現した研究事例です。

がん悪性化で生じるグルタミン窒素代謝シフト
悪性化がんではグルタミン窒素代謝シフトが亢進しており、その代謝シフトを直接的に制御するPPAT が難治性の小細胞肺がんをはじめとした多くの悪性化がんの効果的な治療標的となる可能性が 示されました。

1. Matsumoto, M., et al., "A large-scale targeted proteomics assay resource based on an in vitro human proteome.", Nat. Methods, 14 (3), 251～258 (2017).

2. Morita, M., et al., "PKM1 Confers Metabolic Advantages and Promotes Cell-Autonomous Tumor Cell Growth.", Cancer Cell, 33 (3), 355～367 (2018).

3. Yoshino, H., et al., "PHGDH as a Key Enzyme for Serine Biosynthesis in HIF2α-Targeting Therapy for Renal Cell Carcinoma.", Cancer Res., 77 (22), 6321～6329 (2017).

4. Morita, M., et al., "PKM1 Confers Metabolic Advantages and Promotes Cell-Autonomous Tumor Cell Growth", Cancer Cell., 33 (3), 355～367 (2018).

5. Kodama, M., et al., "A shift in glutamine nitrogen metabolism contributes to the malignant progression of cancer.", Nat. Commun., 11 (1), 1320 (2020).

QTRAP^® 6500 システム（SCIEX社）
ACQUITY UPLC H-Class システム（Waters社）

ヒト培養細胞
ヒト凍結組織
ゼノグラフトなど、ヒトサンプルを移植した組織
ヒト白血球、赤血球などの血球成分（お客様にて各血球を単離した場合のみ）
エクソソーム（お客様にてエクソソームを単離したサンプルの場合のみ）
※ その他の試料につきましては、お問い合わせ下さい。

培養細胞：PBSで洗浄した培養細胞をペレットにし、-80℃以下で凍結保存
組織：30～50 mg程度にカットし、専用のマイクロチューブに入れ-80℃以下で凍結保存
※ 試料調製法については、お問い合わせ下さい。

①ヒト主要代謝酵素：約340種
②ヒト免疫応答関連タンパク質：約370種
※ 測定するタンパク質パネルのリストはKPSLホームページからダウンロード可能です。なお、パネル内容は予告なしに変更する場合があります。試料をお送りいただく前にご確認下さい。

特定のタンパク質のサブタイプ分析や、良い抗体がなくWestern blotなどで検出できずに困っていませんか。
iMPAQTデータベースは、18,000種のタンパク質の分析メソッドデータベースがあるため、個別分子のカスタム解析も可能です。詳細はお気軽にお問い合わせ下さい。

最終報告書（製本済み）
分析結果を記録したCD-R
※ 最終報告書の例および分析結果の例は、それぞれ該当部分をクリックして下さい。

試料受領より2か月程度
カスタム分析の場合は、標準品の納品と試料受領の完了から2か月程度

本受託サービスでは、標準品として合成ペプチドを用いて分析を行うため、得られる定量値は合成ペプチド換算の値となります（前処理工程でのタンパク質の精製や、酵素消化効率は反映されておりません）。また、定量値は添加した内部標準ペプチド濃度から算出した（一点検量線での）値となります。あらかじめご了承下さい。

※ ご依頼内容により価格は変動いたします。ホームページのお問い合わせフォームか、お電話にてお問い合わせ下さい。

※ 尚、以下のような条件の場合は、価格が変動する場合があります。

※ 価格は、ご依頼内容に応じて個別にお見積もりいたします。詳細は、当社受託特注品業務担当までお気軽にお問い合わせ下さい。