質量分析イメージングによる脳内環境の可視化

• Project Area: Brain Environment
• Project/Area Number: 24111547
• 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: Hamamatsu University School of Medicine (2013); Kansai Medical University (2012)
• Principal Investigator: 矢尾 育子 浜松医科大学, メディカルフォトニクス研究センター, 准教授 (60399681)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥12,610,000 (Direct Cost: ¥9,700,000、Indirect Cost: ¥2,910,000); Fiscal Year 2013: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2012: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
• Keywords: SCRAPPER / シナプス / イメージング / 質量分析 / 老化 / 脳 / 脳内環境 / ユビキチン / 神経変性

Outline of Annual Research Achievements

Scrapper遺伝子改変マウス（コンディショナルノックアウトマウス）の作製を継続した。SCR-KOのnullマウスは確率的に死亡し、多くのKO個体が半年程度で死亡する。産仔数もメンデルの法則に従わず少ないことから、SCRAPPERが発生段階においても機能していることが予想される。致死の表現型を回避し脳に限定した機能を解析することができる、誘導操作可能なコンディショナルKOマウスの作製を試みている。前年度までにベクターの設計を行い、作製を開始しているコンディショナルKOマウスの作製を継続して行い、キメラマウスからジャームライントランスミッションを確認し、繁殖を行った。以上のノックアウトマウス作製は新潟大学との共同研究により行っている。
神経変性疾患モデルマウス脳の質量分析イメージングとしてScrapper変異マウスの脳を質量分析イメージングにより解析した。SCRAPPERのnullノックアウトマウス脳組織に対し野生型マウス脳組織との比較を試みた。得られる測定データは膨大であり、個々のマススペクトルを人の目で比較解析することはかなりの労力を要することから、統計学的手法を取り入れた解析を行った。
また、ヒト脳イメージングと神経変性疾患バイオマーカー分子の探索としてアルツハイマー病脳における脂質の変化を報告した（Yukiら、Sci Rep2014）。脳内物質の質量顕微鏡解析について総説（Romero GAら、Mass Spectrometry2015、武井史郎，矢尾育子、インナービジョン2014等）、第62回質量分析総合討論会第38回医用マススペクトル学会等で発表した。シナプス関連分子の解析について第37回日本神経科学大会で発表を行った。著書として遺伝子医学MOOK 26号に「質量分析イメージングによる脳内環境の可視化」を執筆した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Alisa G. Woods and Costel C. Darie (Eds.): Advancements of mass spectrometry in biomedical research. (2015)
  • Author(s): Setou M, Yao I: Alisa G
  • Journal Title: Anal Bioanal Chem Volume: 407 Issue: 9-10 Pages: 1283-1284
  • DOI: 10.1007/s10337-015-2888-9
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Imaging Mass Spectrometric Analysis of Neurotransmitters (2015)
  • Author(s): Romero GA, Takei S, Yao I
  • Journal Title: Mass Spectrometry Volume: 3 Issue: Special_Issue_3 Pages: S0049-S0049
  • DOI: 10.5702/massspectrometry.S0049
  • NAID: 130004972839
  • ISSN: 2186-5116, 2187-137X
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DHA-PC and PSD-95 decrease after loss of synaptophysin and before neuronal loss in patients with Alzheimer's disease. (2014)
  • Author(s): Yuki D, Sugiura Y, Zaima N, Akatsu H, Takei S, Yao I, Maesako M, Kinoshita A, Yamamoto T, Kon R, Sugiyama K, Setou M.
  • Journal Title: Sci Rep Volume: - Issue: 1 Pages: 7130-7130
  • DOI: 10.1038/srep07130
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Identification of nitrated tyrosine residues of protein kinase G-Ia by mass spectrometry. (2014)
  • Author(s): Lu J, Yao I, Shimojo M, Katano T, Uchida H, Setou M, Ito S
  • Journal Title: Analytical and bioanalytical chemistry Volume: 406 Issue: 5 Pages: 1387-1396
  • DOI: 10.1007/s00216-013-7535-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 質量分析イメージングの最新動向 －質量顕微鏡法について (2014)
  • Author(s): 武井史郎，矢尾育子
  • Journal Title: インナービジョン Volume: 29 Pages: 53-57
• [Journal Article] MALDI Imaging Mass Spectrometry—A Mini Review of Methods and Recent Developments (2013)
  • Author(s): Eriksson C, Masaki N, Yao I, Hayasaka T, Setou M
  • Journal Title: Mass Spectrometry Volume: 2 Issue: Special_Issue Pages: S0022-S0022
  • DOI: 10.5702/massspectrometry.S0022
  • NAID: 130003380190
  • ISSN: 2186-5116, 2187-137X
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 脳内物質のイメージング質量分析 (2013)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Journal Title: JSBMS Letters Volume: 38 Pages: 41-46
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 神経科学領域における質量分析イメージング (2013)
  • Author(s): 矢尾育子，伊藤 誠二
  • Journal Title: 臨床化学 Volume: 42 Pages: 332-337
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Visualization of acetylcholine distribution in central nervous system tissue sections by tandem imaging mass spectrometry. (2012)
  • Author(s): Sugiura Y, Zaima N, Setou M, Ito S, Yao I.
  • Journal Title: Anal Bioanal Chem. Volume: 403 Issue: 7 Pages: 1851-1861
  • DOI: 10.1007/s00216-012-5988-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] SCRAPPER regulates the thresholds of long-term potentiation/depression, the bidirectional synaptic plasticity in hippocampal CA3-CAl synapses. (2012)
  • Author(s): Takagi H, Setou M, Ito S, Yao I.
  • Journal Title: Neural Plast. Volume: 2012 Pages: 352829-352829
  • DOI: 10.1155/2012/352829
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Imaging mass spectrometry of acetylcholine for the nerve tissue sections. (2014)
  • Author(s): Yao I
  • Organizer: The 14th Kyungpook-Hamamatsu Joint Medical Symposium Hamamatsu Meeting
  • Place of Presentation: 浜松医科大学（静岡県浜松市）
  • Year and Date: 2014-09-25
• [Presentation] Mass spectrometry application for tissue imaging (2014)
  • Author(s): Ikuko Yao
  • Organizer: The Conference on Bioactive Peptides for Cell-Cell Communication 2014 - The 30th Anniversary of ANP (Atrial Natriuretic Peptide) Discovery
  • Place of Presentation: ホテルグランヴィア京都（京都府京都市）
  • Year and Date: 2014-09-12
  • Invited
• [Presentation] Synaptic localization of CaMKII in the spinal dorsal horn of kinase-dead knock-in mouse in the neuropathic pain model. (2014)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-11
• [Presentation] A type of cholinergic dysfunction involves cognitive deficit in a mouse model of Type 2 Diabetes Mellitus/Alzheimer’s disease. (2014)
  • Author(s): Matsuda T, Shibahara M, Yao I, Hisatsune T
  • Organizer: 第26回国際アルツハイマー病会議 （AAIC 2014)
  • Place of Presentation: コペンハーゲン（デンマーク）
  • Year and Date: 2014-07-13
• [Presentation] 脳内物質を対象とした質量分析イメージングの取り組みとその課題について (2014)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第28回日本医用マススペクトル学会東海支部講演会
  • Place of Presentation: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • Year and Date: 2014-06-28
  • Invited
• [Presentation] 臨床化学への応用に向けたイメージング質量分析の取り組み (2014)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第 67 回日本臨床化学会近畿支部例会
  • Place of Presentation: 神戸薬科大学（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2014-06-14
  • Invited
• [Presentation] 質量分析イメージングで可視化される生体分子情報 (2014)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: バイオイメージ・インフォマティクスワークショップ（BIIWS）2014
  • Place of Presentation: 岡崎コンファレンスセンター（愛知県岡崎市）
  • Year and Date: 2014-06-09
• [Presentation] 脳情報の解読に向けた質量分析イメージングの取り組み (2014)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第62回質量分析総合討論会
  • Place of Presentation: ホテル阪急エキスポパーク（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2014-05-15
  • Invited
• [Presentation] 先駆ける研究に至るまで (2014)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第3回東北脳科学ウィンタースクール
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2014-02-15
  • Invited
• [Presentation] ユビキチンリガーゼScrapperノックアウトマウスの解析 (2014)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 新潟脳神経研究会特別例会
  • Place of Presentation: 新潟大学（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2014-02-10
  • Invited
• [Presentation] 質量顕微鏡による生体分子イメージングへの取り組み (2013)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 平成25年度奈良先端未来開拓コロキウム
  • Place of Presentation: 奈良先端科学技術大学院大学（奈良県奈良市）
  • Year and Date: 2013-12-13
  • Invited
• [Presentation] 質量分析を利用したアセチルコリン局在の可視化について (2013)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 滋賀医科大学実験実習支援センターセミナー/認知症セミナー
  • Place of Presentation: 滋賀医科大学（滋賀県大津市）
  • Year and Date: 2013-12-03
  • Invited
• [Presentation] Synaptic localization of CaMKII in the spinal dorsal horn of kinase-dead knock-in mouse in the maintenance of neuropathic pain (2013)
  • Author(s): Yao I, Matsumura S, Katano T, Yamagata K, Imoto S, Ito S
  • Organizer: the 43rd annual meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: サンディエゴ(アメリカ）
  • Year and Date: 2013-11-11
• [Presentation] 質量分析イメージングによる脳情報の可視化 ―医学への貢献を目指して (2013)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第38回医用マススペクトル学会
  • Place of Presentation: 神戸市産業振興センター（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2013-09-27
  • Invited
• [Presentation] 脳内物質の質量イメージング (2013)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第38回医用マススペクトル学会
  • Place of Presentation: 神戸市産業振興センター（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2013-09-27
• [Presentation] MALDIイメージング質量分析による病態分子イメージング (2013)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第142回 質量分析関西談話会
  • Place of Presentation: 島津製作所関西支社マルチホール（大阪府大阪市）
  • Year and Date: 2013-08-10
  • Invited
• [Presentation] Synaptic localization of CaMKII with mice model of chronic pain (2013)
  • Author(s): Yao I, Matsumura M, Ito S
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会・第56回日本神経化学会大会・第23回日本神経回路学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館（京都府京都市）
  • Year and Date: 2013-06-22
• [Presentation] 質量顕微鏡による 生体分子イメージング (2013)
  • Author(s): 矢尾育子
  • Organizer: 第14回高分子MS研究会
  • Place of Presentation: 関西大学（大阪府吹田市）
  • Year and Date: 2013-05-29
• [Presentation] Imaging of acetylcholine in the nerve tissue sections with mass spectrometry (2012)
  • Author(s): Yao I
  • Organizer: the 42nd annual meeting of the Society for Neuroscience
  • Place of Presentation: New Orleans, USA
  • Year and Date: 2012-10-13
• [Presentation] Application of imaging mass spectrometry for analysis of ubiquitin ligase SCRAPPER (2012)
  • Author(s): Yao I
  • Organizer: 第35回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場（名古屋）
  • Year and Date: 2012-09-18
  • Invited
• [Presentation] Short Course "Introduction to Imaging Mass Spectrometry" (2012)
  • Author(s): Setou M
  • Organizer: 19th International Mass Spectrometry Conference
  • Place of Presentation: 国際会館（京都）
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] Optimization of conditions for acetylcholine detection in the nerve tissue sections by imaging mass spectrometry (2012)
  • Author(s): Yao I
  • Organizer: 19th International Mass Spectrometry Conference
  • Place of Presentation: 国際会館（京都）
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] Visualization of acetylcholine distribution in the brain by imaging mass spectrometry (2012)
  • Author(s): Yao I
  • Organizer: 60th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
  • Place of Presentation: Vancouver, USA
  • Year and Date: 2012-05-20
• [Book] Lipid machinery investigation using MALDI imaging mass spectrometry. (2015)
  • Author(s): Yao I, Romero GA, Nicolaescu D, Setou M. (T Yokomizo ed)
  • Total Pages: 429
  • Publisher: "Bioactive Lipid Mediators: Current Reviews and Protocols" from Springer Japan
• [Book] 質量分析イメージングによる脳内環境の可視化(遺伝子医学MOOK 26号) (2014)
  • Author(s): 矢尾育子．（高橋良輔，漆谷真，山中宏二，樋口真人編)
  • Publisher: メディカルドゥ
• [Book] Imaging Mass Spectrometry (IMS) for Biological ApplicationMass Spectrometry Handbook (2012)
  • Author(s): Sugiura Y
  • Total Pages: 44
  • Publisher: Wiley