【研究分野】生体医工学・生体材料学

【研究領域課題番号】15H03003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞イメージング / りん光プローブ / 活性酸素 / 酸素イメージング / 細胞 / 脂肪細胞 / 低酸素 / がん細胞 / Hypoxia / 1細胞 / 酸素ダイナミクス

【研究成果の概要】

1細胞レベルの脂肪代謝機構の解明を目指し、脂肪細胞における酸素動態を明らかにした。3T3-L1の脂肪細胞への分化によって、前駆脂肪細胞と比べて、細胞内酸素濃度は低下することが明らかとなった。脂肪細胞を用いて、脂肪滴と酸素濃度の同時イメージングを行うことで、脂肪分解における活性酸素の影響を明らかにした。
また、細胞の酸素消費に低酸素ストレスが与える影響を明らかにするため、低酸素環境下における細胞の酸素消費の動的変化を観測し、低酸素ストレスにより、活性酸素消去系が更新することが分かった。ミトコンドリアの酸素消費変化は、急性的低酸素ストレスにより抑制されることが明らかになった。

【研究の社会的意義】

本申請研究では、既設の酸素濃度イメージング共焦点光学顕微鏡を用いて、細胞内酸素濃度のダイナミクスを明らかにすることを目的とする。一細胞内の酸素濃度のダイナミックスを測定することにより、これまで未開拓であった細胞内酸素濃度イメージングによる様々な細胞機能・生命現象の追跡を行った。本申請研究では、特に、外部刺激による酸素ダイナミクス測定を通して、様々な疾病、癌の難治療性などの現象の解明につながる研究が遂行できた。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)

【研究分野】生物分子化学

【研究領域課題番号】26282212 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生物活性分子 / 分子設計 / 合成 / タンパク / 糖 / 光分解 / 細胞 / 生体機能光制御分子 / アントラキノン / シアリルルイスA / ハイブリッド / がん細胞 / 抗体 / 生体機能分子 / 光制御 / 糖鎖 / 糖転移酵素 / 有機合成 / キノリン / ガラクトース / ノロウイルス / レクチン / 糖タンパク / 細胞毒性

【研究成果の概要】

本研究課題においては、種々の疾病に関連するさまざまなタンパク及び糖鎖を、特定波長の光照射によって、標的選択的に分解する新しい生体機能分子を創製した。さらに、これら生体機能分子が、疾病に関連する細胞内で機能し、これら細胞の機能を制御可能なことを見出した。これらのことにより、光照射によって生理活性の発現が制御可能な、これまでに類例のない生体機能光制御分子の開発に向けた新たな指針を確立した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)

【研究分野】生体関連化学

【研究領域課題番号】23655152 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

生体機能関連化学 / 生物発光 / 細胞 / 生体 / イメージング / プローブ / ルシフェラーゼ / ガン細胞 / 転移 / 可視化 / エネルギー移動 / 蛍光

【研究成果の概要】

本研究では,海洋生物である橈脚類(ガウシア・プリンセプス)由来のルシフェラーゼを出発物質として,超高輝度の変異体を論理的に開発した.ガウシアルシフェラーゼの酵素活性中心を推定し,部位特異的アミノ酸変異導入を行った.開発した変異体の中には,オリジナルのガウシアルシフェラーゼに比べて,10倍程度高輝度化した変異体や,スペクトルが33nm長波長化した変異体が含まれ,これらはバイオアッセイにおいて非常に有用なツールを提供する.この変異体の有用性は,BALB/cヌードマウスにおいて,当該ルシフェラーゼ変異体を発現するマウスB16メラノーマ細胞の肺への変異を高感度に可視化できたことでも明らかである.

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2011 - 2012

【配分額】4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)