| Project/Area Number |
20K05747
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 37030:Chemical biology-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 蛍光プローブ / 骨細胞 / pH応答性色素 / 二光子励起 / ケージド化合物 / in vivoイメージング / 骨芽細胞 / 破骨細胞 / 骨組織 / ビスフォスホネート |
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| Outline of Research at the Start |
生体骨組織では骨機能維持のために様々な細胞の働きによって骨代謝が行われているが、これらの細胞の生体内における機能にはいまだ不明な点が残されている。本研究では、骨代謝に関わる細胞機能を生体イメージングによって直接可視化し、明らかにするためのツールとなる蛍光プローブの開発を行う。特に、骨細胞の骨溶解機能、骨芽細胞の骨形成機能に関与する酵素活性を検出できる小分子蛍光プローブを開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
To better elucidate the function of osteocytes, which play a vital role in bone metabolism, we have successfully developed a fluorescent probe capable of reaching deep bone tissue where osteocytes are located. This probe exhibits fluorescence in low pH environments, allowing us to detect bone resorption by osteocytes. Using two-photon excitation microscopy, we found the disc-shaped fluorescence signals from osteocytic lacunae in living mice, suggesting that osteocytes may produce acid in bone resorption.
During the course of this research, we synthesized a photolabile protecting group under visible light irradiation. We developed a caged glutamic acid with the visible-light responsive protective group. Notably, we have demonstrated visible light regulation of ion channel activity of NMDA-type glutamate receptors.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
骨の代謝異常は骨疾患や免疫系の疾患に関与しており、今回開発した蛍光プローブによって骨細胞の溶解メカニズムをはじめとした未解明の機能の理解が進められるものと期待する。また、骨疾患の治療薬のスクリーニング法にも応用できるものと考える。
可視光応答型ケージド化合物の開発は、神経細胞の光応答の深部における範囲を拡張できることが期待される。また、薬剤を連結することで、長波長光の放出を利用した治療法への応用も可能と考える。
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