Human Metabolome Technologies
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Human Metabolome Technologies メタ ボ ロ ーム 受 託 解 析 サ ービス ヒ ュー マ ン・メタ ボ ロ ー ム・テ クノ ロ ジ ー ズ 株 式 会 社 取扱店 本社研究所 〒997-0052 山形県鶴岡市覚岸寺水上246-2 東京事務所 〒104-0033 東京都中央区新川2丁目9-6 シュテルン中央ビル5階 TEL：03-3551-2180 FAX：03-3551-2181 MAIL：[email protected] 201710Ver.2 Who are We? What is CE-MS? ヒ ューマン・メタ ボ ロ ー ム・テ クノ ロ ジ ーズ 株 式 会 社（H M T ）は、CE-MS法（次ページ参照）の HMTでは、生体内の代謝物質の多くがイオン性 CE-MS 水溶 性イオン性 物 質 技術をもとに2003年7月に設立された、メタボロミクス のリー ディン グ カン パ ニ ーで す 。 の低分子であることに着目し、イオン性低分子の 核酸 糖リン酸 リン酸 体 物 質 2013年12月には東証マザーズに上場いたし 測定に適したキャピラリー電気泳動（Capillary 糖代謝物 有機酸 アミノ酸 ました。 主な事業内容はCE-TOFMSを利用 Electrophoresis, CE）と質量分析計(Mass アミノ酸 分 解 物 ポリアミン したメタボロ ー ム 受 託 解 析 で 、医科 学・製 薬・ Spectromer, MS)を組み合わせた分析技術で 食 品・発 酵・化 粧 品 など 様 々な 分 野 に お い て あるCE-MS法を基盤 LC-MS 脂溶性中性物質 実績をあげています。今後は環境、エネル 技 術 と し 、分 析 お よ び 脂質 脂肪酸 アシルカルニチン ギ ー 、化 学 な ど の 分 野 も 視 野 に 入 れ 、幅 広 い 分 析 法 の 開 発 を行 って 胆汁酸 ポリフェノール ステロイド 分 野で の 貢 献を目 指しています 。 います。 Metabolome Analysis 製 薬 What is Metabolomics? 薬 理・薬 効 毒 性・安 全 性 コンパニオン診 断 生 体 内 に は 核 酸（ D N A , R N A ）や タ ン パ ク 質 の ほ か に 、糖 、有 機 酸 、ア ミ ノ 酸 な ど の 低 分 子 が マーカー (CDx) 発 酵・生 産 化粧品 農 学 存在しています。これらの物質の多くは、酵素などの代謝反応によって作り出された代謝 品種改良 生産効率向上 安全性評価 生産性向上 物質（メタボライト）です。メタボロミクスとは「代謝物質の種類や濃度を網羅的に分析・解 機能解明 成分効果評価 生態の解明 析する手法」のことです。 化 学 診 断 環 境 の 変 化 や 薬 物 摂 取 、食事 、様々な 疾 患 へ の 羅 患 など に より 、血液・尿・組 織・細 胞 など バイオ燃 料 診断薬開発 バイオリファイナリー 治療効果評価 に存在する代謝物質の種類や濃度に変化が起こります。その変化を分析することにより、 食 品 バイオマーカーの探索、薬剤や機能性成分の作用機序解明、遺伝子変異や発現の変化に 食品分析 機能性食品評価 伴 う 代 謝 へ の 影 響 など を 評 価・考 察 す る こと が 可 能 と な りま す 。 新規機能性成分の 探索 02 HMT HMT 03 極 限 のコストパ フォーマンスモ デル 解析対象 報告書例 CE-TOFMS 約900 定 量 Basic Scan 物質 〈検出化合物の情報〉 相対定量 （ピーク面積値） 基本的な代謝変化のモニターやメカニズム解析に最適です。 研 究を一 歩 進めるための ベースとなる代 謝 情 報が 得られます 。 仕様… 納 期：6 0 日 ／ 分 析 機 器：C E - T O F M S ／ 報 告 書：検 出 され た 物 質 の 相 対 値 、検出 デ ー タ を 用 い た 群 間 比 較 、主成 分 分 析 、ヒート マップ、代謝マップ／解析対象：CE-MSアノテーションリストに記載された約900物質（p16-18）／主な代謝物質：アミノ酸、ヌク レ オ チ ド 類 、ヌ ク レ オ シ ド 、核 酸 塩 基 、C o A 類 、有 機 酸 、ニ コ チ ン ア ミ ド 補 酵 素 な ど オプショナルサービス…ターゲット濃度計算／ペプチドデータベースサーチ 解析対象 LC-TOFMS 〈ヒートマップ〉 先 端 技 術 の 融 合・調 和 解析対象 約300 物質 CE-TOFMS 〈主成分分析〉 約900 定 量 Dual Scan 物質 相対定量 （ピーク面積値） Basic ScanにLC-MS解析を追加し、脂質代謝を含むエネルギー代謝の スクリーニングに適しています。基本的な代謝変化のモニターやメカニズム解析に最適です。 仕様… 納期：60日／分析機器：CE-TOFMSおよびLC-TOFMS／報告書：検出された物質の相対値、検出データを用いた群間比較、 主成分分析、ヒートマップ、代謝マップ／解析対象：LC-MSアノテーションリストに記載された約300物質（P19）、LC-MS アノテーションリストに記載された約300物質／主な代謝物質：アミノ酸、ヌクレオチド類、ヌクレオシド、核酸塩基、CoA類、 有 機 酸 、ニ コ チ ン ア ミ ド 補 酵 素 、脂 肪 酸 、ア シ ル カ ル ニ チ ン 、胆 汁 酸 、ポ リ フ ェ ノ ー ル 、ス テ ロ イ ド な ど オプショナルサービス…ターゲット濃度計算／ペプチドデータベースサーチ ※ LC-TOFMS解析のみも承っております。詳細はお問い合わせください。 〈パスウェイマップ〉 驚愕のステージへ、バイオマーカー探索モデル 解析対象 CE-TOFMS 約900 定 量 Advanced Scan 物質 相対定量 （ピーク面積値） 未知のバイオマーカーや新規機能性成分の探索、 広範囲に生じる代謝変化を捉えるためのスクリーニングに最適のプランです。 Pyruvic acid 仕様… 納 期：6 0 日 ／ 分 析 機 器：C E - T O F M S ／ 報 告 書：検 出 され た 物 質 の 相 対 値 、検出 デ ー タ を 用 い た 群 間 比 較 、主成 分 分 析 、ヒート マップ、代謝マップ／解析対象：Advanced Scan CE-MSアノテーションリストに記載された約900物質（p16-18）、ペプチド ライブラリー、HMDBライブラリー、KEGGライブラリー、上記ライブラリー外の未知ピーク オ プ ショナル サ ー ビス… ター ゲット濃 度 計 算 04 HMT HMT 05 進化を続けるターゲットモデル 〈パスウェイマップ〉 中 心 エ ネ ル ギ ー 代 謝 経 路 に 特 化 した 高 感 度・高 精 度 C-SCOPE 報告書例 ター ゲ ット 解 析 プ ラン 〈30個の代謝パラメーター〉 解 糖 系・T C A 回 路・ペ ント ースリン 酸 経 路・アミノ 酸 代 謝・核 酸 代 謝 に 関 わ る 1 1 6 物 質 に 対 象 を 絞 り 、世界 最 高 レ ベ ルの検出感度と定量範囲を実現しました。絶対定量値から代謝パラメーターを算出し、合理的な解釈を導きます。 仕様… 納 期：6 0 日 ／ 対 象 試 料：動 物 組 織 、培養 細 胞 、血液 、培地 、微生 物（酵 母・大 腸 菌 の み ）／分 析 機 器：C E - T O F M S お よ び CE-QqQ MS／報告書：検出された物質の絶対定量値、検出データを用いた群間比較、主成分分析、ヒートマップ、代謝マッ プ 、代謝 パ ラメー タ ー／ 解 析 対 象：1 1 6 代 謝 物 質 オプショナルサービス… LC - M S 解 析 C-SCOPE 解析対象リスト（116物質） 2, 3-BPG Erythrose 4-phosphate Methionine 2-Hydroxyglutaric acid Folic acid (total) Mevalonic acid 2-Oxoglutaric acid Fructose 1,6-diphosphate N,N-Dimethylglycine 2-Oxoisovaleric acid Fructose 1-phosphate N-Acetylglutamate 2-Phosphoglyceric acid Fructose 6-phosphate NAD+ 3-Phosphoglyceric acid Fumarate NADH 6-Phosphogluconic acid GABA NADP+ Acetoacetyl-CoA Galactose 1-phoshate NADPH Acetyl-CoA GDP Ornithine Adenine Glucose 1-phosphate Phenylalanine Adenosine Glucose 6-phosphate Phosphocreatine Adenylosuccinic acid Glutamate Phosphoenolpyruvate ADP Glutamine PRPP ADP-ribose Glutathione (ox) Proline Alanine Glutathione (red) Putrescine AMP G3P Pyruvic acid Arginine Glycerol 3-phosphate Ribose 1-phosphate Argininosuccic acid Glycine Ribose 5-phosphate Asparagine Glycolate Ribulose 5-phosphate Aspartic acid Glyoxylate S-Adenosylhomocysteine ATP GMP S-Adenosylmethionine Betaine GTP Sarcosine Betaine aldehyde Guanine S7P cAMP Guanosine Serine Carbamoyl aspartic acid Histidine Spermidine Carbamoyl phosphate HMG-CoA Spermine Carnitine Homocysteine Succinic acid Carnosine Homoserine Threonine cGMP Hydroxyproline Tryptophan Choline Hypoxanthine Tyrosine cis-Aconitic acid IMP UDP-glucose Citrate Inosine Urea Citrulline Isocitrate Uric acid CoA Isoleucine Valine Creatine Lactic acid Xanthine Creatinine Leucine XMP Cystathionine Lysine Xylulose 5-phosphate Cysteine Malic acid β-Alanine DHAP Malonyl-CoA 06 HMT HMT 07 Case Study （例）C-SCOPEによる培養細胞の解析 2群 n=3（青：DMSO投与群 vs 赤：抗がん剤投与群） 培養細胞n = 3, 2群 代 謝 パラメーター D M S O 投与 群 (コントロール 群 ) vs UDP-Glc 抗がん剤投与 群(比較群) 投与後24時間でサンプリング Total Adenylate Total Guanylate Pentose Phosphate Pathway Purine Metabolism UDP-Glc低下 → de novoグリコーゲン合成の 低下 Total Adenylate, Total Guanylateはやや低下 → de novo核酸合成の低下を示唆 Glycolysis GSH/GSSG GSH/GSSG低下 → 酸 化 増 加 ストレス Urea Cycle Lactate/Pyruvate Amino Acid Metabolism Polyamine TCA cycle L/P比低下 → 嫌気的解糖の低下を示唆 Metabolism プリン合成前駆体の多くが低下 → de novo核酸合成の不活化を示唆？ → ペントースリン酸経路の流速低下が原因か？ Malonyl-CoA ペ ントースリン 酸 経 路 中 間 物 質の 多くが 低下 （特にG6Pに対し6-PGが顕著に低下) 解 糖中間 物 質の多くが 低下 TCA中間物質の多くが低下 Malonyl-CoAが低下 → G6PDHの不活化を示唆 特にF6Pに対しF1,6Pが顕著に 特に2-OG以降が顕著に低下 → 脂肪酸合成の低下を示唆 低下 → Glutaminolysisの不活化を → PFKの不活化？ 示唆？ 08 HMT HMT 09 H M T のメタボロ ーム 受 託 解 析 プラン サンプルについて 解析可能サンプル例 生体液 血漿、血清、全血、血球、尿、涙、汗、母乳、唾液、脳脊髄液 Advanced Scan Basic Scan C-SCOPE Dual Scan そ の 他 生 体 由 来 肝 臓 、腎 臓 、肺 、筋 、脳 、血 管 壁 、膵 臓 、皮 膚 、脂 肪 組 織 、腸 粘 膜 、培 養 細 胞（ 浮 遊 ・ 接 着 ）、糞 便 微生物 培養微生物、培養液、藻類 CE-TOFMSにより測定可能 中心エネルギー代謝に含ま 約900のイオン性代謝物+ 約900のイオン性代謝物質 植物 植物葉、茎、果実、花弁、種子、藻類 な全ての代謝物質 れる116物質 約300の脂質代謝物質 食品 発酵乳、酒類、野菜、肉、魚、殻物、飲料品、貝類 解析対象 ※その他様々な検体の解析実績がございます（昆虫、軟体動物など）。また、プランによっては上記掲載のサンプルでも解析実績がない場合がございます。 詳細はお問い合わせ下さい。 構 造 式が予 測されない 化合 ビ タ ミ ン・ジ ペ プ チ ド・短 / 中 糖 リ ン 酸・アミ ノ 酸・核 酸 な B a s i c S c a n の 対 象・脂 肪 物も含めた試 料由来のイオ 鎖 脂 肪 酸・アミ ノ 酸 化 代 謝 どの代謝を構成する代表的 酸・ア シ ル カ ル ニ チ ン・胆 汁 ン 性 物 質（ 各 試 験 で 標 的 リ 物：糖 リ ン 酸・アミ ノ 酸・核 な物質 酸・ス テ ロ イド 誘 導 体 な ど ストを 作 成 ） 酸・有 機 酸 な ど 血液・尿：1 0 0 ～ 1 5 0 血液・培 地：5 0 ～ 8 0 血 液：1 8 0 ～ 2 0 0 血液・尿：2 0 0 ～ 2 5 0 測定物質数* 組 織：2 0 0 ～ 2 5 0 組 織：9 0 ～ 組 織：2 5 0 ～ 3 0 0 動 植 物 組 織：2 0 0 ～ 4 0 0 培 養 細 胞：1 5 0 ～ 2 5 0 培 養 細 胞：9 0 ～ 培 養 細 胞：2 0 0 ～ 3 0 0 ・絶 対 定 量 値 •相対面積値 •相対面積値 •相対面積値 ・試料中濃度(3点検量) 報告値 •110物質の試料中濃度 •110物質の試料中濃度 •110物質の試料中濃度 ・3 0 項 目 の 代 謝 パ ラ メー (1点検量)** (1点検量)** (1点検量)** ター サンプリング サンプル量 • 投 薬 や 環 境 変 化・遺 伝 子 操 • 投 薬 や 環 境 変 化・遺 伝 子 操 • 投 薬 や 環 境 変 化・遺 伝 子 操 •血液などの体液試料を用い サンプル種 作等による一次代謝全般に 作等による一次代謝全般に 作等による一次代謝全般に たバイオマーカー探索 CE-MS解析用 LC-MS解析用 主な用途 対する影響の理解 対する影響の理解 対する影響の理解 • 食 品 、工 業 品 な ど の 品 質 評 • 異 な る 食 品・工 業 品 の 成 分 •絶対定量が必要とされる定量 •異 な る 食 品・工 業 品 の 脂 溶 性 物 価指標 血 液 ( 血 漿・血 清 ) プロファイリング 的な代謝解析や長期的な研究 質を含む成分プロファイリング 血漿はEDTA血漿を推奨。PP容器にて-80℃保存。 培養上清 120μL 550μL * 解析試料種や条件によって結果は異なります。 ** 追加解析は有料となります。 上記の内容は 2013年10月現在の仕様に基づきます。各プランの詳細については『受託解析サービス仕様書』をご参照下さい。 尿 120μL 120μL P P 容 器 にて- 8 0 ℃ 保 存 。 組織 液体窒素にて凍結後、-80℃保存。 ( 肝 臓・骨 格 筋 な ど ) 40mg 40mg 培養細胞(HepG2、 専 用プ ロトコール ※1にて代謝物質抽出後、-80℃保存。 オプションプラン 2-5×10 6Cells 2-5×10 6Cells CHO細胞など) CEとLCでプロトコールが異なります ※2。 微生物 専 用プ ロトコール ※1にて代謝物質抽出後、-80℃保存。 20/OD600相当(1×10 9Cells) 20/OD600相当(1×10 9Cells)※3 オプション 内 容 (大腸菌/直径1μm) CEとLCでプロトコールが異なります ※2。 微生物 専 用プ ロトコール※1にて代謝物質抽出後、-80℃保存。 20/OD600相当(1×10 8Cells) 20/OD600相当(1×10 8Cells)※3 ター ゲット濃 度 計 算 弊社指定の110物質（アノテーションリストでQ印のついたもの）について、一点検量で濃度を算出します。 (酵母/直径10μm) CEとLCでプロトコールが異なります ※2。 微生物(糸状菌) 40mgの菌体量 40mgの菌体量※3 液体窒素にて凍結後、-80℃保存。 LC-TOFMS解析 LC-TOFMSによる測定を実施し、弊社指定の300物質の中から、検出された物質を報告します。 ※1 前処理用資材の一部および詳細プロトコールについてはご発注後に弊社よりご提供いたします。 ※2 ご発注の内容に合わせてプロトコールをご提供いたします。 ※3 微生物の種類によってはLC-MS解析は実績がない場合もございますのでお問い合わせください。 追 加 解 析レポート 測 定 デ ー タ に 対 し 、群間 比 較・統 計 解 析・パ ス ウ ェ イ 解 析 を 追 加 で 1 パ タ ーン 作 成 し ま す 。 About Service ペプチドデータ 2-4残基ペプチドについて、理論値に基づくデータベースから検出された物質を報告します。 ・約 款 に よる 契 約 を 原 則 とし ま す 。 ベースサーチ （Advanced ScanおよびAdvanced Scan+では、基本仕様に含まれます。） ・前処理をお客様に実施していただくこともあります。前処理条件などの検討が必要な場合は、別途処理費用が発生することもあります。 ・諸般の事情により、仕様は予告なく変更する場合がありますので、ご了承ください。 10 HMT HMT 11 メタボロ ームデータ 解 析 サポート メタボロームデータ解析サポートに含まれるデータ可視化の例：ボルケーノプロット 生体サンプルや食品などを分析したメタボロームデータ(または複数の化合物を測定した代謝物質データ)を ボルケーノプロットは、それぞれの代謝物質について試験群間の比をlog 2変換し横軸に、t 検定結果のp値をlog10変換し縦軸 に示した散布図です。群間比較で顕著にかつ統計的有意に高値または低値の代謝物質群をひと目で把握できます。 様々な統計手法により解析し、結果を視覚的に分かり易く図示し解説を加えることにより、データの有用性を高 めその解釈を支援するHMTの新しいサービスです。 7 Glucose 6-phosphate IMP 6 メタボロームデータ 解 析 サポート の 仕 様 比較群にて2倍未満も Fructose 6-phosphate 比較群にて有意かつ Carnitine 比較群にて有意かつ 有意に低値(左)/高値(右)の物質群 2倍以上高値の物質群 No.