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Development of mitochondrial mass spectrometry in live single-cell.

Research Project

Project/Area Number 19K07028
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47020:Pharmaceutical analytical chemistry and physicochemistry-related
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

Mizuno Hajime  静岡県立大学, 薬学部, 准教授 (30457288)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々木 崇光  静岡県立大学, 薬学部, 客員共同研究員 (20382674)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsミトコンドリア / メタボロミクス / 質量分析 / 1細胞分析 / 誘導体化 / 1細胞分析 / 1細胞質量分析
Outline of Research at the Start

生きている1個の細胞内に存在するミトコンドリアを選択的に採取し質量分析する方法を開発し、ミトコンドリアに局在する代謝物を網羅的に解析するミトコンドリオミクスを実現する。本本補法により実現したミトコンドリオミクスをがん細胞に適用し、がん細胞の主要代謝物の詳細な代謝動態を解明し、病態解明や治療法や診断法の開発へと繋げる。

Outline of Final Research Achievements

In this study, to metabolomics in mitochondria at the single-cell level, we developed a nanospray tip and sampling method for collecting intracellular mitochondria under the fluorescence microscope observation. We also developed a highly sensitive MS analysis method for a trace amount of metabolites in single-cell mitochondria by in-tip derivatization. These methods were applied to a single cancer cell mitochondrial metabolomics to analyze the metabolic profile of cancer cells specifically.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、生命活動に重要な役割を担うミトコンドリアの詳細な機能解明のため、細胞内のミトコンドリアのみを選択的にサンプリングして質量分析を行うことが可能な分析法の開発を目的としている。本方法の実現により、これまでの大量細胞分析では難しかったミトコンドリア内の代謝動態を調べることができ、がんなどの疾患メカニズム解明や治療法開発につなげることが可能となる。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 13 results,  Open Access: 3 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Analysis of the intracellular localization of amiodarone using live single-cell mass spectrometry2021

    • Author(s)
      Yahata Kenji、Mizuno Hajime、Sugiyama Eiji、Todoroki Kenichiro
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      Volume: 205 Pages: 114318-114318

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2021.114318

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    • Author(s)
      Asakawa Daiki、Sugiyama Eiji、Mizuno Hajime、Todoroki Kenichiro
    • Journal Title

      Journal of the American Society for Mass Spectrometry

      Volume: 32 Issue: 8 Pages: 2144-2152

    • DOI

      10.1021/jasms.1c00173

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  • [Journal Article] Fragmentation study of tryptophan-derived metabolites induced by electrospray ionization mass spectrometry for highly sensitive analysis2021

    • Author(s)
      Asakawa Daiki、Mizuno Hajime、Sugiyama Eiji、Todoroki Kenichiro
    • Journal Title

      The Analyst

      Volume: 146 Issue: 7 Pages: 2292-2300

    • DOI

      10.1039/d0an02069a

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  • [Journal Article] Rapid chiral discrimination of oncometabolite DL ‐2‐hydroxyglutaric acid using derivatization and field asymmetric waveform ion mobility spectrometry/mass spectrometry2021

    • Author(s)
      Fukui Serina、Sugiyama Eiji、Mizuno Hajime、Sakane Iwao、Asakawa Daiki、Saikusa Kazumi、Nishiya Yuki、Amano Yuri、Takahara Kentaro、Higo Daisuke、Toyo'oka Toshimasa、Todoroki Kenichiro
    • Journal Title

      Journal of Separation Science

      Volume: 44 Issue: 18 Pages: 3489-3496

    • DOI

      10.1002/jssc.202100350

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      Mizuno Hajime、Kato Yoshihiro、Sugiyama Eiji、Toyo’oka Toshimasa、Todoroki Kenichiro
    • Journal Title

      Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 38-43

    • DOI

      10.5702/massspec.S20-08

    • NAID

      130007831562

    • ISSN
      1340-8097, 1880-4225, 1884-3271
    • Year and Date
      2020-04-01
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    • Author(s)
      Asakawa Daiki、Mizuno Hajime、Sugiyama Eiji、Todoroki Kenichiro
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 92 Issue: 17 Pages: 12033-12039

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c02667

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      Mizuno Hajime、Shindo Takuya、Ito Keisuke、Sakane Iwao、Miyazaki Yasuto、Toyo'oka Toshimasa、Todoroki Kenichiro
    • Journal Title

      Journal of Chromatography A

      Volume: 1623 Pages: 461134-461134

    • DOI

      10.1016/j.chroma.2020.461134

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      Hajime Mizuno、Yuta Kobayashi、Jun Zhe Min、Toshimasa Toyo’oka、Kenichiro Todoroki
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      Medical Mass Spectrometry

      Volume: 4 Pages: 58-64

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      130007897947

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      水野 初、工藤 忍、杉山栄二、轟木堅一郎
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      植物の生長調節

      Volume: 55 Pages: 92-99

    • NAID

      130008131328

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      Todoroki Kenichiro、Mizuno Hajime、Sugiyama Eiji、Toyo’oka Toshimasa
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      Volume: 179 Pages: 112991-112991

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2019.112991

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    • Author(s)
      TAKAYAMA Takahiro、MIZUNO Hajime、TOYO’OKA Toshimasa、TODOROKI Kenichiro
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 35 Issue: 9 Pages: 1053-1056

    • DOI

      10.2116/analsci.19N013

    • NAID

      130007705290

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2019-09-10
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    • Author(s)
      Takayama T, Mizuno H, Toyo'oka T, Akatsu H, Inoue K, Todoroki K.
    • Journal Title

      Anal Chem

      Volume: 19(3) Issue: 7 Pages: 4396-4404

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.8b04852

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      Fukui Serina、Takayama Takahiro、Toyo’oka Toshimasa、Mizuno Hajime、Todoroki Kenichiro
    • Journal Title

      Talanta

      Volume: 205 Pages: 120146-120146

    • DOI

      10.1016/j.talanta.2019.120146

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      Hajime Mizuno, Kenichiro Todoroki, Iwao Sakane, Naohiro Tsuyama, Shinobu Kudoh
    • Organizer
      12th EBF Open Symposium
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      田中奈津美、水野 初、佐々木崇光、南哲平、杉山栄二、豊岡利正、吉成浩一、轟木 堅一郎
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      新アミノ酸分析研究会第9回学術講演会
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  • [Remarks] 静岡県立大学薬学部生体機能分子分析学分野

    • URL

      https://w3pharm.u-shizuoka-ken.ac.jp/analchem/

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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