エクスポソームおよびエクスポソミクス:質量分析法による環境曝露と健康のモニタリング

高分解能精密質量分析を含む革新的な技術により、エクスポソームの包括的な研究への道が開かれました。

エクスポソームは、化学物質への曝露および非化学的因子(食事、生活習慣および社会的行動など)とヒトの特性(遺伝学的因子、生理学的因子、エピジェネティクスなど)の間の相互作用が健康にどのような影響を与えるかを研究するための概念として2005年にC.P.Wild博士により提唱されました1-3

幅広い専門分野にわたるこのようなアプローチが、環境疫学、健康リスク評価および環境とヒトのバイオモニタリングなど多くの研究分野に現在取り入れられています4-6。従来の曝露測定では、標的化合物のモニタリングや非標的法による未知の化学物質の同定が行われます1,4。エクスポソミクスではこれをさらに発展させ、メタボロミクス、リピドミクス、プロテオミクスの力を借りて内因的曝露を測定し、健康および疾患への影響を評価します。

エクスポソームでは時間、場所および起源により異なる数千の環境因子を対象とします。疫学研究における最大の課題は、これらの因子が、加齢、感染症、生活習慣、ストレス、既存疾患、心理社会的問題およびその他の因子によって生涯にわたって変動することです7。さらに、他のオミックス研究と同様に、エクスポソミクスでも、化学的性質および濃度が大きく異なる幅広い種類の分子を解析する必要があります。

ターゲットおよびノンターゲットスクリーニングおよび定量に有効な特性解析法が必要なことは明らかです。

高分解能精密質量分析法を使用したハイスループット解析

高分解能精密質量分析法により、エクスポソミクス解析の可能性を拡大できます。SCIEXの高分解能精密質量分析計は、ターゲットおよびノンターゲットスクリーニング法を含む定性的および定量的環境分析に、高い特異性、感度および信頼性を提供します。以下のことが可能となります。

  • 複雑なマトリックス中の、低濃度化学物質の検出および同定
  • SWATH®ワークフローによる、煩雑なサンプル調製の排除と極めて重要な成分を見逃すリスクの低減
  • ターゲットライブラリデータベース検索による、既知の有害化学物質の迅速な同定
  • 使いやすい構造解析ツールを搭載した、信頼性の高い化合物同定のための、スマートで効果的なソフトウェアによる未知化合物の調査

 

  1. Miller, G.W. and Jones, D.P. The nature of nurture: refining the definition of the exposome. Toxicological Sciences 2013, 137(1), 1–2. doi: 10.1093/toxsci/kft251
  2. Wild, C.P. Complementing the genome with an "exposome": the outstanding challenge of environmental exposure measurement in molecular epidemiology. Cancer Epidemiology Biomarkers & Prevention 2005, 14(8), 1847–1850. doi: 10.1158/1055-9965.epi-05-0456
  3. Centers for Disease Control and Prevention, The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). Exposome and Exposomics, 2014. Available online: https://www.cdc.gov/niosh/topics/exposome/default.html
  4. Rappaport, S.M. Implications of the exposome for exposure science. Journal of Exposure Science & Environmental Epidemiology 2010, 21(1), 5–9. doi: 10.1038/jes.2010.50
  5. Lioy, P.J. and Rappaport, S.M. Exposure science and the exposome: an opportunity for coherence in the environmental health sciences. Environmental Health Perspectives 2011, 119(11), a466–a467. doi: 10.1289/ehp.1104387
  6. Dennis, K.K.; Marder, E.; Balshaw, D.M. et al. Biomonitoring in the era of the exposome. Environmental Health Perspectives 2017, 125(4), 502–510. doi: 10.1289/ehp47
  7. Rappaport, S.M. and Smith, M.T. Environment and disease risks. Science 2010, 330(6003), 460–461. doi: 10.1126/science.1192603

 

 

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