| Project/Area Number |
23K23490
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| Project/Area Number (Other) |
22H02223 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | Gifu Pharmaceutical University |
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Principal Investigator |
平山 祐 岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (10600207)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋澤 雅光 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (80381721)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
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| Keywords | イメージング / 蛍光プローブ / オミクス解析 / ヘム |
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| Outline of Research at the Start |
ヘムは地球上に存在するほぼ全ての生命体に必須の化学種である。しかしながら、生体内で「ヘムそのもの=遊離ヘム」を検出することは難し く、その動態や機能の多くは現在も未解明のままである。本研究では、「遊離ヘムは生体内でどのように機能し、制御されているか」というヘ ムの生命科学の根幹となる問いの解明を目指して、申請者が独自に開発した世界最高性能を有する遊離ヘム蛍光プローブとそのセンシング技術 を基盤に、革新的化学ツールを開発し、「可視化」と「制御」に基づくヘムのケミカルバイオロジー研究を実施する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、遊離ヘムを選択的かつ高速・精細に可視化するための革新的化学ツールを開発し、可視化と制御に基づくヘムの生体内動態・機能の解明研究を実施する。
本年度は、生細胞イメージングが可能なヘム蛍光プローブの開発を実施した。当研究室にて開発したヘム選択的蛍光プローブH-FluNoxをもとに、種々の修飾を施し、オルガネラ移行性をもたせた新規ヘム蛍光プローブの開発に着手した。ヘム合成の場であるミトコンドリア局在型のヘムプローブを開発し、蛍光イメージングによるミトコンドリアにおけるヘムの可視化に成功した。また、ミトコンドリアに加えて、細胞質に局在するヘム蛍光プローブを開発し、ヘム生合成活性化状態において、細胞質におけるヘム濃度の上昇を可視化することに成功した。
上記と並行し、組織イメージングに利用可能なヘムイメージングプローブの開発を実施した。前年度に開発したミトコンドリア集積型組織イメージングプローブを使い、マウスにヘム生合成促進薬を経口投与し、脳組織でのイメージングを実施したところ、ヘム生合成誘導剤投与マウスの脳において顕著な蛍光シグナルが観測された。さらに、組織で染色が見られた細胞群を特定するため、脳組織から染色細胞のセルソーティングによる単離を試みた。当初は取得できる細胞がわずかであり、死細胞が大半であったが、実験条件を最適化し、現在はその後の解析に使用するのに十分な細胞数が得られるようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究はプローブ化合物の合成・開発に3年を要すると予定していたものの、十分な機能を示すプローブ化合物がすでに得られており、なおかつ最終目的の1つであった組織イメージングを終え、セルソーティングからシングルセル解析へと展開できる可能性を得ている。当初予定では最終年度に実施予定であったものが、2年目終了時にその傍証を得られていることから、計画以上の進展が見られる、と評価する。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年は、開発したプローブを元に、組織イメージングの脳以外の部位へのさらなる展開と、組織からのシングルセル解析へと進める予定である。
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