2015 Fiscal Year Annual Research Report
脂肪酸クオリティの最先端リピドミクスと生理的意義の解明
Project Area | Quality of lipids in biological systems |
Project/Area Number |
15H05898
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Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
Principal Investigator |
有田 誠 国立研究開発法人理化学研究所, 統合生命医科学研究センター, チームリーダー (80292952)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
有田 正規 国立遺伝学研究所, 生命情報研究センター, 教授 (10356389)
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Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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Keywords | 脂質 / メタボロミクス / 生理活性 / 生体分子 / イメージング / 質量分析 |
Outline of Annual Research Achievements |
脂質メタボローム(リピドミクス)解析技術は、予め解析対象を想定するターゲット解析と、解析対象を取得データから遡って探索するノンターゲット解析に分類される。ターゲット解析では、検出感度や定量性は高いものの、想定される範囲内の分子種しか捉えられず、十分な網羅的情報を得ることが難しい。この問題を解決するために、理研IMSではQ-TOF型質量分析計を用いた分子種を特定しないノンターゲット解析の分析プラットフォームの構築に取り組んだ。具体的には、脂肪酸代謝物、リン脂質、酸化リン脂質、スフィンゴ脂質など幅広い脂質分子種に対して、実測データに基づく測定パラメータの最適化を進めた。また、化合物の同定および定量分析には、標準化合物のLC溶出時間や質量スペクトルを照合する作業が必須である。既にリン脂質については予測可能であることが予備検討で確認できており、同様の作業を脂肪酸代謝物や酸化リン脂質、スフィンゴ脂質に対して実施し、仮想ライブラリーを構築した。これらを用いて、脂肪酸代謝バランスの変化による疾患制御の分子メカニズム解析を進めている。 脂質イメージングについては、サブミクロンレベルのおけるリポクオリティの可視化について、SIMS技術の生体応用を行った。クラスターイオンビームによる面出しによって、脳神経細胞の脂肪酸分布のSIMS観察と3次元のリポクオリティの可視化に成功した。MALDI法のサンプルの前処理を検討し、マトリックスのスプレー時に硫酸アンモニウムを添加剤として用いることによって、グリセロフォスフォコリンなど第4級アンモニウムイオンを持つ脂質のイオン化が10倍以上の改善することが明らかとなった。また、線虫のリポクオリティを質量顕微鏡観察で観察する系を立ち上げた。
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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
本計画班の大きな研究目的の1つは、リポクオリティの違いを見極める新しいリピドミクス技術の開発にある。そのためには、従来のターゲット解析に加えて、探索範囲が飛躍的に拡大するノンターゲット解析が有機的かつ効率的に繋がることが不可欠である。本年度の研究から、2000種類を超える幅広い脂質分子種に対して、一斉構造分析をより網羅的かつ安定的に行うための実測データに基づく測定パラメータの最適化を行った。また、ノンターゲット解析を支える脂質仮想ライブラリーの構築も順調に進行した。いずれも当初の計画以上に進展し、今後の発展性が大いに期待される。 脂質イメージング解析(サブミクロン観察)については、SIMS技術の生体応用を行った。TOF-SIMSによる脳神経細胞の脂肪酸分布のSIMS観察について、200 nmの解像度を達成することができた。更にガスクラスターイオンビームを用いた細胞表面のスパッタリングにより3次元のイメージング像を取得することに成功した。
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Strategy for Future Research Activity |
今後さらに独創的かつ革新的な脂質解析技術の確立、すなわちリポクオリティの違いを明確に識別し、広範囲での探索研究を可能にするノンターゲット解析の新たな方法論の創出と技術展開を進め、これまで見過ごされてきたリポクオリティの違いが関わるバイオロジーの解明、脂肪酸代謝バランスの変化による疾患制御の分子メカニズム解析、および治療標的となりうる機能作用点の特定を目指す。これにより、リポクオリティの違いを機能的に反映する脂質代謝系および活性代謝物の同定を目指す。 脂質イメージング技術についても引き続き解像度の改善を目指した技術基盤の開発を行う。また、様々な生体試料(動脈硬化病変部、大腸がん組織など)のイメージング解析を行う。また、局在配列付加、光作動ユニット、投与による操作の予備実験を開始する。
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Research Products
(79 results)
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[Journal Article] Maternal dietary balance between omega-6 and omega-3 polyunsaturated fatty acids impairs neocortical development via epoxy metabolites.2016
Author(s)
Sakayori N, Kikkawa T, Tokuda H, Kiryu E, Yoshizaki K, Kawashima H, Yamada T, Arai H, Kang JX, Katagiri H, Shibata H, Innis SM, Arita M, Osumi N.
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Journal Title
Stem Cells
Volume: 34
Pages: 470-482
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Data standards can boost metabolomics research, and if there is a will, there is a way2016
Author(s)
Rocca-Serra P, Salek RM, Arita M, Correa E, Dayalan S, Gonzalez-Beltran A, Ebbels T, Goodacre R, Hastings J, Haug K, Koulman A, Nikolski M, Oresic M, Sansone SA, Schober D, Smith J, Steinbeck C, Viant MR, Neumann S
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Journal Title
Metabolomics
Volume: 12
Pages: 14
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Resolvin E1 inhibits dendritic cell migration in the skin and attenuates contact hypersensitivity responses.2015
Author(s)
Sawada Y, Honda T, Hanakawa S, Nakamizo S, Murata T, Ueharaguchi-Tanada Y, Ono S, Amano W, Nakajima S, Egawa G, Tanizaki H, Otsuka A, Kitoh A, Dainichi T, Ogawa N, Kobayashi Y, Yokomizo T, Arita M, Nakamura M, Miyachi Y, Kabashima K.
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Journal Title
J Exp Med
Volume: 212
Pages: 1921-1930
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Total synthesis of four stereoisomers of (4Z,7Z,10Z,12E,16Z,18E)-14,20-dihydroxy-4,7,10,12,16,18-docosahexaenoic acid and their anti-inflammatory activities.2015
Author(s)
Goto T, Urabe D, Masuda K, Isobe Y, Arita M, Inoue M.
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Journal Title
J Org Chem
Volume: 80
Pages: 7713-7726
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Dietary ω3 fatty acid exerts anti-allergic effect through the conversion to 17,18-epoxyeicostetraenoic acid in the gut.2015
Author(s)
Kunisawa J, Arita M, Hayasaka T, Harada T, Iwamoto R, Nagasawa R, Shikata S, Nagatake T, Suzuki H, Hashimoto E, Kurashima Y, Suzuki Y, Arai H, Setou M, Kiyono H.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 5
Pages: 9750
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Eosinophil-mediated signaling attenuates inflammatory responses in experimental colitis.2015
Author(s)
Masterson JC, McNamee EN, Fillon SA, Hosford L, Harris R, Fernando SD, Jedlicka P, Iwamoto R, Jacobsen E, Protheroe C, Eltzschig HK, Colgan SP, Arita M, Lee JJ, Furuta GT.
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Journal Title
Gut
Volume: 64
Pages: 1236-1247
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Imaging mass spectrometry reveals a unique distribution of triglycerides in2015
Author(s)
Tanaka H,Zaima N,Sasaki T,Yamamoto N,Inuzuka K,Sano M,Saito T,Hayasaka T,Goto-Inoue N,Sato K, Kugoe H,Moriyamae T,Konno H,Setou M,Unno N.
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Journal Title
J Vasc Res.
Volume: 52
Pages: 127-135
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Hypoperfusion of the Adventitial Vasa Vasorum Develops an Abdominal Aortic Aneurysm.2015
Author(s)
Tanaka H, Zaima N, Sasaki T, Sano M, Yamamoto N, Saito T, Inuzuka K, Hayasaka T,Goto-Inoue N, Sato K,
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Journal Title
PLoS One.
Volume: 10
Pages: e0134386
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Expression of Human Gaucher Disease Gene GBA Generates Neurodevelopmental Defects and ER Stress in Drosophila Eye.2015
Author(s)
Suzuki T, Shimoda M, Ito K, Hanai S, Aizawa H, Kato T, Kawasaki K, Yamaguchi T, Ryoo HD, Goto-Inoue N,
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Journal Title
PLoS One.
Volume: 10
Pages: e0135619
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Variation of prostaglandin E2 concentrations in ovaries and its effects on ovarian maturation and oocyte proliferation in the giant fresh water prawn, Macrobrachium rosenbergii2015
Author(s)
Sumpownon C, Engsusophon A, Siangcham T, Sugiyama E, Soonklang N, Meeratana P, Wanichanon C, Hanna PJ, Setou M, Sobhon P.
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Journal Title
Gen Comp Endocrinol.
Volume: 1
Pages: 129-38
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Dietary ω3 fatty acid exerts anti-allergic effect through the conversion to 17,18-epoxyeicosatetraenoic acid in the gut.2015
Author(s)
Kunisawa J, Arita M, Hayasaka T, Harada T, Iwamoto R, Nagasawa R, Shikata S, Nagatake T, Suzuki H, Hashimoto E, Kurashima Y, Suzuki Y, Arai H, Setou M, Kiyono H.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 5
Pages: 9750
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Decreased level of phosphatidylcholine (16:0/20:4) in multiple myeloma cells compared to plasma cells: A single-cell MALDI-IMS approach.2015
Author(s)
Hossen MA, Nagata Y, Waki M, Ide Y, Takei S, Fukano H, Romero-Perez GA, Tajima S, Yao I, Ohnishi K,
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Journal Title
Anal Bioanal Chem.
Volume: 407
Pages: 5273-80
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] 質量顕微鏡の世界2015
Author(s)
瀬藤光利
Organizer
第56回日本組織細胞化学会 総会・学術集会
Place of Presentation
関西医科大学 枚方キャンパス(大阪府・枚方市)
Year and Date
2015-10-03
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