乾燥血液スポットからの非標的メタボロミクス解析用抽出プロトコルの同定：フェニルケトン尿症への応用

目的：フェニルケトン尿症は、フェニルアラニン水酸化酵素の欠損を特徴とする遺伝性代謝異常である。しかし、この欠損が患者の全体的な代謝に及ぼす影響は完全には解明されていない。非標的メタボロミクスによる本病態の研究には、代謝物抽出法の確立が必要であり、本研究では実用上の利点を複数有するマトリックスである乾燥血液スポット（DBS）に適用した。方法：30例のフェニルケトン尿症患者と30例の健常対照群のDBSを用いた。文献調査に基づき、蒸発ステップの有無を含む様々な抽出プロトコルと溶媒を検討し比較した。これにより、LC-MS/MSによるフェニルケトン尿症のメタボロミクス解析に最適なDBS代謝物抽出プロトコルを特定し、患者群と対照群に適用してフェニルケトン尿症への適用性を検証した。

結果： 最も有望な抽出法は、4℃で一晩穏やかに攪拌し、蒸発ステップを伴い、抽出溶媒をアセトニトリル80%/水20%で構成するものである。この方法では、他の試験プロトコルと比較して2～6倍多くの代謝物が抽出され、アミノ酸および誘導体の抽出効率が向上した。本プロトコルにより、フェニルケトン尿症患者で障害された代謝経路の同定、および異なるコホート間での代謝物濃度の差異を明らかにした。代謝プロファイルは患者群と対照群の間、ならびにフェニルアラニン濃度に基づく患者群間で差異を示した。これらの差異は、一部患者におけるアミノ酸補充療法の影響を受けなかった。

結論：対照群と比較したフェニルケトン尿症患者コホートで得られた結果は、フェニルケトン尿症の全身的代謝影響を研究するための抽出プロトコルを検証した。