Development of a fully automated online simultaneous analysis method of steroid hormones and its application to metabolomics

全自动在线同步分析类固醇激素方法的建立及其在代谢组学中的应用

• 批准号: 20K07007
• 负责人: 片岡 洋行
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Shujitsu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K07007/
• 关键词: ステロイドホルモン; 硫酸抱合体; ストレス; バイオマーカー; オンライン自動分析; 固相マイクロ抽出法; LC-MS/MS分析; 唾液; メタボロミクス; ストレス評価; インチューブ固相マイクロ抽出法; 液体クロマトグラフィー―タンデム質量分析法

令和4年度は、ストレス応答ステロイドホルモン類とストレス関連バイオマーカーのインチューブ固相マイクロ抽出(IT-SPME)／LC-MS/MSによるオンライン自動分析法を開発し、客観的ストレス評価に活用した。ストレスは様々な疾患発症の引き金となることから、ストレスに応答するコルチゾール（CRT）、テストステロン、デヒドロエピアンドロステロン（DHEA）とその硫酸抱合体DHEASをIT-SPMEで濃縮し、ネガティブ／ポジティブイオンモードスイッチングLC－MS/MSと連結して同時分析する高感度オンライン自動分析システムを構築した。本法を非喫煙者及び喫煙者の唾液分析に応用したところ、タバコ煙曝露後CRT とDHEASレベルが低下してストレス軽減が認められたが、非喫煙者では曝露１時間後にこれらのレベルが増加に転じたことから、喫煙者では一時的ストレス抑制、非喫煙者ではストレス状態になることが分かった。一方、ストレス関連バイオマーカーとして、CRTの他セロトニン、メラトニン、ドーパミン、オキシトシンをIT-SPME／LC－MS/MS法により一斉分析する高感度オンライン自動分析システムを構築した。本法を用いて、ハーブティーやアロママスクによるストレス緩和効果を調べた結果、カモミールティーやジャスミンティーで摂取前後にCRTレベルが減少し、ラベンダー及びベルガモット精油でCRTレベルが減少したことからストレス緩和効果が認められた。また、クレペリンテストなどによる精神的な急性ストレス負荷によりCRTレベルが上昇するが、これら物質はCRTレベルを低下させ緩和効果を持つことが分かった。他のバイオマーカーは個人差があり明確な効果は認められなかった。以上より、開発した方法は選択的かつ高感度で非侵襲的に生体試料を分析できることから、ステロイドホルモン類によるストレス評価法としての有効性を確認した。

2020财年，我们开发了一种使用管内固相微萃取（IT-SPME）/LC-MS/MS的压力反应性类固醇激素和压力相关生物标志物的在线自动分析方法，并将其用于客观的压力评估。由于压力是各种疾病发生的诱因，因此通过IT-SPME浓缩压力反应性皮质醇（CRT）、睾酮、脱氢表雄酮（DHEA）及其硫酸盐结合物DHEAS，并使用负离子/正离子模式。构建了高灵敏度在线自动分析系统，连接切换LC-MS/MS进行同步分析。当将此方法应用于非吸烟者和吸烟者的唾液分析时，发现接触香烟烟雾和压力减轻后，CRT 和 DHEAS 水平下降，但在非吸烟者接触后 1 小时，这些水平增加。吸烟者经历了暂时的压力抑制，而不吸烟者则经历了压力状态。另一方面，我们构建了一个高灵敏度的在线自动化分析系统，使用IT-SPME/LC-MS/MS方法同时分析CRT、血清素、褪黑激素、多巴胺和催产素等与压力相关的生物标志物。利用这种方法，我们研究了花草茶和芳香面膜的减压效果，发现洋甘菊茶和茉莉花茶在摄入前后降低了 CRT 水平，薰衣草和佛手柑精油降低了 CRT 水平，表明它们有压力-减少的影响得到了认可。此外，CRT水平会因克莱佩林试验等急性精神压力而增加，但这些物质被发现通过降低CRT水平而具有缓解作用。其他生物标志物因人而异，没有观察到明显的影响。基于上述，所开发的方法可以选择性地、灵敏地非侵入性地分析生物样本，证实了其作为使用类固醇激素的应激评估方法的有效性。

项目成果

唾液バイオマーカーのIn-tube SPME／LC-MS/MS分析に基づくハーブティーのストレス緩和及びリラックス効果の評価

基于唾液生物标志物的管内 SPME/LC-MS/MS 分析评估花草茶的缓解压力和放松效果

• 发表时间: 2023
• 作者: 本城明日香;片岡洋行
• 通讯作者: 片岡洋行

インチューブSPME／LC－MS/MSによる硫酸化ステロイド代謝物の高感度分析法の開発

使用管内 SPME/LC-MS/MS 开发硫酸化类固醇代谢物的高灵敏度分析方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 中山大輝;片岡洋行
• 通讯作者: 片岡洋行

ポラリティ―スイッチングLC-MS/MSによるストレス関連カテコールアミン及び代謝物の高感度一斉分析法の開発

使用极性切换 LC-MS/MS 开发高灵敏度同时分析应激相关儿茶酚胺和代谢物的方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮田早織;片岡洋行
• 通讯作者: 片岡洋行

Evolution of Solid Phase Microextraction Technology (Edited by J. Pawliszyn)

固相微萃取技术的演变（J. Pawliszyn 编辑）

• 发表时间: 2023
• 作者: 室本 竜太;佐藤亜美;松田 正;Hiroyuki Kataoka (Chapter 14)
• 通讯作者: Hiroyuki Kataoka (Chapter 14)

Solid-Phase Microextraction and Related Techniques in Bioanalysis (Edited by H. Kataoka)

生物分析中的固相微萃取及相关技术（H. Kataoka 编辑）

• 发表时间: 2023
• 作者: Yuki Komori;Ryuta Muromoto and Tadashi Matsuda;Hiroyuki Kataoka
• 通讯作者: Hiroyuki Kataoka