質量顕微鏡法による脂質マシナリーの可視化

• Project Area: Machineries of bioactive lipids in homeostasis and diseases
• Project/Area Number: 25116712
• 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
• Principal Investigator: 瀬藤 光利 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20302664)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2014: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2013: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 解剖学 / 脂質代謝 / 癌 / 質量分析 / イメージング / 質量顕微鏡 / 乳癌 / 大腸癌

Outline of Annual Research Achievements

当初の計画通り、大腸癌、乳癌に焦点を当て検討を行い、下記のような成果が得られた。
１．大腸癌
昨年度に確立した測定条件をもとに、大腸癌原発巣から樹立したcancer tissue-originated spheroids（CTOS）を対象として、高解像度質量顕微鏡解析を行った。多段階質量分析まで行った結果、CTOS辺縁部にはアラキドン酸含有フォスファチジルイノシトール（PI）（18:0/20:4）が高度に発現していることが明らかとなった。しかし、そのような知見は、ヒト大腸癌細胞株HCT116、DLD-1から形成されたスフェロイドにおいては認められなかった。さらに、大腸癌組織切片に対して質量顕微鏡解析を行った結果、PI（18:0/20:4）は浸潤先端部の癌細胞で強く検出された。以上より、PI（18:0/20:4）をはじめとするアラキドン酸含有PIは、浸潤をはじめとする大腸癌進展機構に関与していると考えられた（論文投稿中）。
２．乳癌
フローサイトメトリー法を用いて、ヒト乳癌原発巣組織よりCD44(+)/CD24(-) 癌幹細胞（CSC）分画とCD44(-)/CD24(+) 非癌幹細胞（NSCC）分画を、専用スライドガラス上に分取し、二次イオン質量分析技術を用いて、一細胞質量顕微鏡解析を行った。多段階質量分析まで行った結果、CSCではNSCCに比べ、パルミトレイン酸が少ないことが明らかとなった（Waki et al, Biochimie 2015）。同分子は、そのシグナルがCSC細胞接着面で均一に認められたため、細胞膜リン脂質由来であると考えられた。
本研究から、一細胞レベルでの質量顕微鏡解析は、癌組織における特に脂質分布の不均一性の解明に有用であると考えられた。

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] Changes of Phosphatidylcholine and Fatty Acids in Germ Cells during Testicular Maturation in Three Developmental Male Morphotypes of Macrobrachium rosenbergii Revealed by Imaging Mass Spectrometry. (2015)
  • Author(s): Siangcham T, Chansela P, Hayasaka T, Masaki N, Sroyraya M, Poljaroen J, Suwansa-ard S, Attakorn, Engsusophon A, Hanna PJ, Sobhon P, Setou M.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Issue: 3 Pages: e0120412-e0120412
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0120412
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [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] Single-cell time-of-flight secondary ion mass spectrometry reveals that human breast cancer stem cells have significantly lower content of palmitoleic acid compared to their counterpart non-stem cancer cells. (2014)
  • Author(s): Waki M, Ide Y, Ishizaki I, Nagata Y, Masaki N, Sugiyama E, Kurabe N, Nicolaescu D, Yamazaki F, HayasakaT, Ikegami K, Kondo T, Shibata K, Hiraide T, Taki Y, Ogura H, Shiiya N, Sanada N, Setou M.
  • Journal Title: Biochimie Volume: 107 Pages: 73-77
  • DOI: 10.1016/j.biochi.2014.10.003
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Atmospheric Pressure MALDI-IMS Using <i>p</i>-Nitroaniline as the Matrix at High Spatial Resolution in the Positive and Negative Ion Modes (2014)
  • Author(s): Matsushita S, Sugiyama E, Hayasaka T, Masaki N, Setou M.
  • Journal Title: Journal of the Mass Spectrometry Society of Japan Volume: 62 Issue: 4 Pages: 29-36
  • DOI: 10.5702/massspec.14-57
  • NAID: 130004479937
  • ISSN: 1340-8097, 1880-4225, 1884-3271
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increased phosphatidylcholine (16:0/16:0) in the folliculus lymphaticus of Warthin tumor. (2014)
  • Author(s): He Q, Takizawa Y, Hayasaka T, Noritaka M, Kusama Y, Su J, Mineta H, Setou M.
  • Journal Title: Anal Bioanal Chem Volume: 406 Issue: 24 Pages: 5815-5825
  • DOI: 10.1007/s00216-014-7890-9
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Application of 2,5-dihydroxyacetophenone with sublimation provides more efficientionization of lipid species by atmospheric pressure matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry. (2014)
  • Author(s): Hayasaka T, Goto-Inoue N, Masaki N, Ikegami K, Setou M.
  • Journal Title: Surf Interface Anal Volume: 46 Issue: 12-13 Pages: 1219-1222
  • DOI: 10.1002/sia.5592
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Blockade of IL-6 signaling by MR16-1 inhibits reduction of docosahexaenoic acid-containingphosphatidylcholine levels in a mouse model of spinal cord injury. (2014)
  • Author(s): Arima H, Hanada M, Hayasaka T, Masaki N, Omura T, Xu D, Hasegawa T, Togawa D, Yamato Y, Kobayashi S, Yasuda T, Matsuyama Y, Setou M.
  • Journal Title: Neuroscience Volume: 269 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2014.03.012
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Single Cell Lipidomics of SKBR-3 Breast Cancer Cells by Using Time-of-Flight Secondary-Ion Mass Spectrometry (2014)
  • Author(s): Ide Y, Waki M, Ishizaki I, Nagata Y, Yamazaki F, Hayasaka T, Masaki N, Ikegami K, Kondo T, Shibata K, Ogura H, Sanada N, Setou M.
  • Journal Title: Surf Interface Anal Volume: 46 Issue: S1 Pages: 181-184
  • DOI: 10.1002/sia.5523
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Glutaraldehyde Fixation Method for Single-Cell Lipid Analysis by Time-of-Flight Secondary Ion-Mass Spectrometry. (2014)
  • Author(s): Nagata Y, Ishizaki I, Waki M, Ide Y, Hossen A, Ohnishi K, Sanada N, Setou M.
  • Journal Title: Surf Interface Anal Volume: 46 Issue: S1 Pages: 185-188
  • DOI: 10.1002/sia.5522
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Single Cell Lipidomics of SKBR-3 Breast Cancer Cells by Using Time-of-Flight Secondary-Ion Mass Spectrometry. (2014)
  • Author(s): Ide Y, Waki M, Ishizaki I, Nagata Y, Yamazaki F, Hayasaka T, Masaki N, Ikegami K, Kondo T, Shibata K, Ogura H, Sanada N, Setou M.
  • Journal Title: Surf Interface Anal. Volume: in press.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Glutaraldehyde Fixation Method for Single-Cell Lipid Analysis by Time-of-Flight Secondary Ion-Mass Spectrometry. (2014)
  • Author(s): Nagata Y, Ishizaki I, Waki M, Ide Y, Hossen A, Ohnishi K, Sanada N, Setou M.
  • Journal Title: Surf Interface Anal. Volume: in press.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Imaging mass spectrometory for lipidmics (2015)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: 6th International Conference on Phosphlipase A2 and Lipid Mediators
  • Place of Presentation: 京王プラザホテル（東京新宿区）
  • Year and Date: 2015-02-10 – 2015-02-12
  • Invited
• [Presentation] Development and application of imaging mass spectrometry (2014)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: The 31th Annual Meeting of International Society for Heart Research Japanese Section
  • Place of Presentation: ウインク愛知（名古屋市）
  • Year and Date: 2014-11-28 – 2014-11-29
  • Invited
• [Presentation] 大気圧下MALDIに揮発性p-ニトロアニリンを用いると両方のイオンモードでの高解像度リン脂質イメージングが可能になる (2014)
  • Author(s): 松下祥子、杉山栄二、早坂孝宏、正木紀隆、瀬藤光利
  • Organizer: 第39回日本医用マススペクトル学会年会
  • Place of Presentation: 三井ガーデンパークホテル（千葉市）
  • Year and Date: 2014-10-16 – 2014-10-17
• [Presentation] 非B非C型肝細胞がん患者の血清ステアリン酸-パルミチン酸濃度比はその他の肝細胞がん患者に比べて高い (2014)
  • Author(s): 杉山栄二、松下祥子、柴崎泰、松田浩一、今野弘之、瀬藤光利
  • Organizer: 第39回日本医用マススペクトル学会年会
  • Place of Presentation: 三井ガーデンパークホテル（千葉市）
  • Year and Date: 2014-10-16 – 2014-10-17
• [Presentation] Single cell MALDI-IMS outlines that PC(34:1) is downregulated in multiple myeloma cell compared to normal plasma cells (2014)
  • Author(s): Hossen Md Amir, Yasuyuki Nagata, Michihiko Waki, Yoshimi Ide, Kazunori Ohnishi, Mitsutoshi Setou
  • Organizer: The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama(Yokohama)
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] 質量顕微鏡はヒト大腸癌由来Spheroidおよび癌細胞辺縁に多価不飽和脂肪酸含有ホスファチジルイノシトールの存在を証明した (2014)
  • Author(s): 平出貴乗、坂口孝宣、尾崎裕介、武田真、宮崎真一郎、森田剛文、菊池寛利、瀬藤光利、今野弘之
  • Organizer: 第73回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜市）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] The cooperativity of neuronal molecules analyzed with imaging mass spectrometry (2014)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: 第52回日本生物物理学会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [Presentation] Biomedical chemical imaging using atmospheric pressure imaging mass microscope (2014)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: International Microscopy Congress 2014
  • Place of Presentation: Czech Republic(Prague,Czech)
  • Year and Date: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [Presentation] 質量顕微鏡の装置開発と共用化システムの構築 (2014)
  • Author(s): 瀬藤光利、、第54回日本臨床化学会、2014年9月5日～2014年9月7日、
  • Organizer: 第54回日本臨床化学会
  • Place of Presentation: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-09-05 – 2014-09-07
  • Invited
• [Presentation] 質量顕微鏡の開発と応用 (2014)
  • Author(s): 瀬藤光利
  • Organizer: 第32回日本ヒト細胞学会学術集会
  • Place of Presentation: 東京自慈恵会医科大学（東京都港区）
  • Year and Date: 2014-08-30 – 2014-08-31
  • Invited
• [Presentation] olatile p-Nitroaniline as Matrix for High Spatial Resolution Imaging of Phospholipids in Both ion Modes by AP-MALDI-IMS (2014)
  • Author(s): Shoko Matsushita,Eiji Sugiyama,Takahiro Hayasaka, Noritaka Masaki
  • Organizer: 2014 Microscopy & Microanalysis Annual Meeting
  • Place of Presentation: Connecticut Convention Center(Hartford,USA)
  • Year and Date: 2014-08-03 – 2014-08-07
• [Presentation] Imaging Mass Spectrometry による肝細胞癌脂質代謝異常の解析 (2014)
  • Author(s): 瀬藤光利、今野弘之
  • Organizer: 第21回肝細胞研究会
  • Place of Presentation: 東京医科歯科大学（東京都文京区）
  • Year and Date: 2014-06-27 – 2014-06-28
• [Presentation] Metabolomics imaging mass spectrometry in clinical research (2014)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: Metabolomics2014
  • Place of Presentation: Daiichi hotel Tsuruoka(Tsuruoka)
  • Year and Date: 2014-06-23 – 2014-06-28
  • Invited
• [Presentation] Cellular imaging mass specrrometory of lipids (2014)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: EMBO WORK SHOP
  • Place of Presentation: Aequa Hotel(Vico Equense,Italy)
  • Year and Date: 2014-06-02 – 2014-06-06
  • Invited
• [Presentation] イメージング質量分析を用いたGM2蓄積症モデルマウス脳内におけるGM2およびGA2の可視化 (2014)
  • Author(s): 杉山栄二、北風圭介、伊藤孝司、瀬藤光利
  • 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）
  • Year and Date: 2014-05-14 – 2014-05-16
• [Presentation] Potentiality of MALDI-IMS to analyze PC at hematopoietic single cell level (2014)
  • Author(s): Hossen, Md Amir, Yasuyuki Nagata, Michihiko Waki, Yoshimi Ide and Mitsutoshi Setou
  • 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）
  • Year and Date: 2014-05-14 – 2014-05-16
• [Presentation] Application of Imaging Mass Spectrometry for Biological Samples (2013)
  • Author(s): Takahiro Hayasaka
  • Organizer: 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices’13
  • Place of Presentation: Sheraton Kona（Hawaii, USA）
  • Invited
• [Presentation] 多発性骨髄腫細胞における脂肪酸組成の変化 (2013)
  • Author(s): 永田 泰之、石崎 逸子、井手 佳美、脇 紀彦、大西 一功、眞田 則明、瀬藤 光利
  • Organizer: 日本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（神戸）
• [Presentation] Specific biomolecules in human salivary gland tumor were detected by Imaging Mass Spectrometry (2013)
  • Author(s): Qian He
  • Organizer: The 38th Annual Meeting of The Japanese Society for Biomedical Mass Spectrometry
  • Place of Presentation: Kobe Industrial Promotion Center(Kobe)
• [Presentation] 1価不飽和脂肪酸を含むホスファチジルコリンが乳癌癌部に高集積する 質量顕微鏡法による乳癌脂質解析 (2013)
  • Author(s): 井手佳美、脇紀彦、小倉 廣之、瀬藤 光利
  • Organizer: 第72回日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
• [Presentation] 創薬における質量顕微鏡法の可能性 (2013)
  • Author(s): 瀬藤光利
  • Organizer: 創薬薬理フォーラム 第21回シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本薬学会 長井記念館 （東京都渋谷区）
• [Presentation] Imaging Mass Spectrometry of Clinical Samples (2013)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: HUPO2013
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（横浜）
• [Presentation] 質量顕微鏡法を用いた大腸癌細胞の凝集構造特異的な分子組成の解析 (2013)
  • Author(s): 平出乗貴、早坂孝宏、脇紀彦、正木紀隆、池上浩司、森田剛文、武田真、坂口孝宣、今野弘之、瀬藤光利
  • Organizer: 第61回質量分析総合討論会(2013つくば)
  • Place of Presentation: つくば国際会議場（つくば）
• [Presentation] 質量分析イメージングの先端診断への可能性 (2013)
  • Author(s): 瀬藤光利
  • Organizer: JASIS 2013 メディカルイノベーションゾーン
  • Place of Presentation: 幕張メッセ国際展示場（千葉）
• [Presentation] IMAGING MASS SPECTROMETRY WITH ION MOBILITY (2013)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: Translating Omics Science to Clinical Applications 2013 (TOSCA'13)
  • Place of Presentation: City University of Hong Kong, Hong Kong
  • Invited
• [Presentation] Imaging mass spectrometry of lipids. (2013)
  • Author(s): Mitsutoshi Setou
  • Organizer: Federation of American Societies for Experimental Biology Science Research Conferences(FASEB SRC)
  • Place of Presentation: ニセコヒルトンホテル（北海道ニセコ
  • Invited
• [Presentation] スフィンゴ脂質の可視化について (2013)
  • Author(s): 瀬藤光利
  • Organizer: 第8回スフィンゴテラピィ研究会
  • Place of Presentation: 山中温泉河鹿荘ロイヤルホテル（石川県加賀市）
• [Presentation] 質量顕微鏡研究とトランスレーショナルリサーチャー (2013)
  • Author(s): 瀬藤光利
  • Organizer: 第21回日本乳癌学会学術総会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松（浜松）
• [Presentation] Development and Application of Imaging Mass Spectrometry (2013)
  • Author(s): 瀬藤光利
  • Organizer: RJG-Ph.D. Congress XIV
  • Place of Presentation: Jomtien Palm Beach Resort（Thai）
  • Invited
• [Presentation] 細胞・組織の２Ｄ質量分析イメージング
  • Author(s): 瀬藤光利
  • Organizer: 日本学術会議公開シンポジウム「医学・生命科学の革新的発展に資する統合バイオイメージングの展望 」
  • Place of Presentation: 日本学術会議講堂(東京都港区)
  • Invited
• [Book] The Lipid (2013)
  • Author(s): 早坂孝宏、瀬藤光利
  • Total Pages: 8
  • Publisher: メディカルレビュー社
• [Book] 医用質量分析ガイドブック 疾患のイメージング質量分析 (2013)
  • Author(s): 近藤豪、瀬藤光利
  • Total Pages: 6
  • Publisher: 診断と治療社
• [Remarks] 国立大学法人 浜松医科大学 解剖学講座 細胞生物学分野
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/mt/setou/ja/
• [Remarks] 浜松医科大学 解剖学講座 細胞生物学分野
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/mt/setou/ja/