単一細胞ダイレクト質量分析法を用いた脂質メディエーター解析

• Project Area: Machineries of bioactive lipids in homeostasis and diseases
• Project/Area Number: 23116503
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Akita University
• Principal Investigator: 中西 広樹 秋田大学, 生体情報研究センター, 助教 (10466740)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000); Fiscal Year 2012: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2011: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
• Keywords: リピドミクス / ダイレクトMS / 高感度分析法 / 脂質メディエーター / 質量分析

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、“1細胞”単位でのリン脂質ならびに脂質メディエーターを高感度に解析できる新たな分析法の確立を目指している。具体的には、マニピュレーターシステムと質量分析計を組み合わせた“単一細胞ダイレクトMS法”を確立ならびにnanoLCシステムを取り入れた高感度化分析法を確立し、種々の細胞における脂質メディエーターの解析を行った。当初の研究計画にのっとり、実験を進め、以下の成果が上がった。
・単一細胞ダイレクトMS法の確立：
特殊なナノスプレーチップ（市販品）を付属させたマニピュレーターシステムにより、低密度で培養した細胞から選択的に1細胞を回収し、質量分析計で測定できる分析法を確立した。この方法により1細胞由来のホスファチルコリンやホスファチジルエタノールアミンを測定することに成功した。しかし、当初の目的より感度の高い分析方法ではなかったため、下記問題点を克服した新たな分析方法の確立を試みた。
・nanoLC-MSMS法による高感度分析法の確立：
ダイレクトMS法では液体クロマトグラフィー（LC）を使わずに試料を質量分析計へ直接注入するため、① LCによりピークを分離することで能力を発揮する高感度分析法「選択反応モニタリング法」が使えなかったことと、②「各脂質群の相互イオン化干渉」や「不安定な流量」による低イオン化効率などにより一細胞中の脂質メディエーターの測定には感度が足りなかった。そこでトラップカラムを接続したnanoLCシステムを導入することで上記問題点を克服した高感度分析法を確立した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Novel regulation pf cardiac metabolism and homeostasis by the adrenomedullin- receptor activity-modifying protein 2 system (2013)
  • Author(s): Takahiro Yoshizawa, Takayuki Sakurai, Akiko Kamiyoshi, Yuka Ichikawa-Shindo, Hisaka Kawate, Yasuhiro Iesato, Teruhide Koyama, Ryuichi Uetake, Lei Yang, Akihiro Yamauchi, Megumu Tanaka, Yuichi Toriyama, Kyoko Igarashi, Tsutomu Nakada, Toshihide Kashihara, Mitsuhiko Yamada, Hayato Kawakami, Hiroki Nakanishi, Ryo Taguchi, Tsuyoshi Nakanishi, Hiroshi Akazawa, Takayuki Shindo
  • Journal Title: Hypertension Volume: 61 Issue: 2 Pages: 341-351
  • DOI: 10.1161/hypertensionaha.111.00647
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Global metabolomic analysis of heart tissue in a hamster model for dilated cardiomyopathy. (2013)
  • Author(s): Maekawa K, Hirayama A, Iwata Y, Tajima Y, Nishimaki-Mogami T, Sugawara S, Ueno N, Abe H, Ishikawa M, Murayama M, Matsuzawa Y, Nakanishi H, Ikeda K, Arita M, Taguchi R, Minamino N, Wakabayashi S, Soga T, Saito Y.
  • Journal Title: J Mol Cell Cardiol Volume: 59 Pages: 76-85
  • DOI: 10.1016/j.yjmcc.2013.02.008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The lipid mediator protectin D1 inhibits influenza virus replication and improves severe influenza (2013)
  • Author(s): Morita M, Kuba K, Ichikawa A, Nakayama M, Katahira J, Iwamoto R, Watanebe T, Sakabe S, Daidoji T, Nakamura S, Kadowaki A, Ohto T, Nakanishi H, Taguchi R, Nakaya T, Murakami M, Yoneda Y, Arai H, Kawaoka Y, Penninger JM, Arita M, Imai Y.
  • Journal Title: Cell Volume: 153 Issue: 1 Pages: 112
  • DOI: 10.1016/j.cell.2013.02.027
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 酸性リゾリン脂質を量る (2013)
  • Author(s): 中西広樹
  • Journal Title: 実験医学別冊 Volume: - Pages: 118-123
• [Journal Article] LYCAT, a homologue of C. elegans acl-8, acl-9, and acl-10, determines the fatty acid composition of phosphatidylinositol in mice (2012)
  • Author(s): Rieko Imae, Takao Inoue, Yasuko Nakasaki, Yasunori Uchida, Yohsuke Ohba, Nozomu Kono, Hiroki Nakanishi, Takehiko Sasaki, Shohei Mitani and Hiroyuki Arai
  • Journal Title: Journal of Lipid Research Volume: 53 Issue: 3 Pages: 335
  • DOI: 10.1194/jlr.m018655
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification and structure determination of novel anti-inflammatory mediator resolvin E3, 17,18-dihydroxyeicosapentaenoic acid (2012)
  • Author(s): Isobe Y, * Arita M, Matsueda S, Iwamoto R, Fujihara T, Nakanishi H, Taguchi R, Masuda K, Sasaki K, Urabe D, Inoue M, Arai H
  • Journal Title: J. Biol. Chem Volume: 287 Issue: 13 Pages: 10525
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.340612
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hair follicular expression and function of group X secreted phospholipase A_2 in mouse skin (2011)
  • Author(s): Yamamoto, K., Taketomi, T., Isogai, Y., Miki, Y., Sato, H., Masuda, S., Nishito, Y., Morioka, K., Ishimoto, Y., Suzuki, N., Yokoya, Y., Hanasaki, K., Ishikawa, Y., Ishii, T., Kobayashi, T., Fukami, K., Ikeda, K., Nakanishi, H., Taguchi, R., and Murakami, M.
  • Journal Title: J. Biol. Chem Volume: 286 Issue: 13 Pages: 11616-11631
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.206714
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] P125/Sec23-interacting protein (Sec23ip) is required for spermiogenesis (2011)
  • Author(s): Arimitsu Nagiza
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 585 Issue: 14 Pages: 2171
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2011.05.050
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 酸性リン脂質の高感度分析法とその臨床的有意性 (2011)
  • Author(s): 中西広樹
  • Journal Title: JSB MS Letters・日本医用マススペクトル学会誌 Volume: 36 Pages: 24-30
• [Presentation] 質量分析計を用いたイノシトールリン脂質の一斉定量分析系の開発 (2012)
  • Author(s): 中西広樹
  • Organizer: 第５４回日本脂質生化学会
  • Place of Presentation: 九州大学医学部百年講堂（福岡）
  • Year and Date: 2012-06-07
• [Presentation] 脂質メタボロミクスから理解する炎症性疾患 (2011)
  • Author(s): 中西広樹
  • Organizer: 第48回シグナル伝達医学グローバルCOE学術講演会
  • Place of Presentation: 神戸大学(神戸市)
  • Year and Date: 2011-09-07
• [Presentation] Analyses of lipid localization/lipid metabolism on mouse retina using laser microdissection (2011)
  • Author(s): Hiroki Nakanishi
  • Organizer: The 30^<th> Naito Conference
  • Place of Presentation: シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ(札幌市)
  • Year and Date: 2011-06-29
• [Presentation] 質量分析計を用いたイノシトールリン脂質の高感度測定 (2011)
  • Author(s): 中西広樹
  • Organizer: 第10回生命科学研究会
  • Place of Presentation: ホテルメトロポリタン高崎(高崎市)
  • Year and Date: 2011-06-24
• [Book] 試料分析講座・脂質分析 (2011)
  • Author(s): 中西広樹
  • Publisher: 丸善出版株式会社