マウス個体内に発現する細胞膜リセプターの近赤外光操作技術の開発と展開研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Chemical Approaches for Miscellaneous / Crowding Live Systems |
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| Project/Area Number |
20H04695
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小澤 岳昌 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40302806)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | インスリン / エンドサイトーシス / アップコンバージョン / Ａｋｔ / オミックス / 膜レセプター / 光操作 / 細胞膜リセプター |
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| Outline of Research at the Start |
動物個体内で特定の分子の働きを直接光操作する革新的な技術を開発する．この目的を達成するために，細胞膜リセプターの細胞内リサイクリングを光で制御するツールを独自に開発する．そして，細胞膜レセプターの活性を，組織透過性の高い近赤外光によりコントロールする新たな方法を提案し実践する．開発する技術を用いて，膜タンパク質の活性化とそのリサイクリングのメカニズム解明にむけた先導的な分析法を創出する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
（I）細胞膜レセプターの活性をアップコンバージョンナノ粒子を用いて制御する技術
前年度までに開発したoptoINSRについて，新たなアデノウイルスによる導入方法を検討した．ウイルス溶液をマウスに導入したところ，数日後にoptoINSRの発現が確認された．また光操作膜タンパク質を発現した細胞群が肝臓全体にわたって散在する様子が確認された．次に，麻酔下で開腹し露出した肝臓表面に青色LED光を一定時間照射したところ，光照射に伴う光操作膜タンパク質および下流分子のリン酸化が確認された．トランスジェニックマウスについて，予想に反してタモキシフェン誘導なしでも光操作膜タンパク質が発現していることを示唆する結果が得られた．また，シンガポール南洋理工大学のBengang研究室からLNP合成の技術移転を進め，近赤外光照射に伴い青色を発する粒子の作成に成功した．
（II）細胞膜レセプターのリサイクリングを近赤外光により操作する技術
発光タンパク質NanoLucを用いて細胞膜表面の膜タンパク質量を定量し，光依存性エンドサイトーシスを評価した．その結果，E-fragmentを融合したGPCR（DRD1，DRD2）について，青色光照射に伴う膜タンパク質量の減少が確認された．次に，光依存性エンドサイトーシスに伴い，リガンド刺激による下流シグナル量に変化が生じるかを確認するため，細胞内cAMP濃度を定量可能な生物発光センサーGloSensorを用いてDRD1-E-fragmentを発現した細胞において，光照射条件下でドーパミン添加時の下流シグナル量を評価した．その結果，光照射時にはドーパミン添加に伴うcAMP上昇幅が縮小することが明らかとなった．一方で，E-fragment融合型DRD2を恒常発現するトランスジェニックマウスについて予備実験を行ったところ，光照射時に行動が変化する兆候が確認された．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
