Improvement of sensitivity for mass spectrometry imaging of proteins in brain tissues

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K15167
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 川岸 将彦 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60323606)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 寺田 純雄 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (00262022) ; 齊藤 健太 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60374659) ; 佐藤 啓介 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (60644044)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 質量分析 / 顕微鏡技術 / 脳・神経 / 細胞・組織 / タンパク質

Outline of Annual Research Achievements

1.研究成果の内容: 質量分析イメージング(MSイメージング)とは、組織切片上で直接に質量分析を行うことで、生体分子や投与薬剤を直接検出し、生体組織上における目的化合物の分布を画像として表示する技術である。脳組織のMSイメージングにおいて、脂質の分布情報は得られているが、タンパク質の解析は進んでいない。この研究は、MSイメージングにおけるタンパク質の検出の効率を上げて、より多くのタンパク質の局在情報を得るための技術開発が目的である。研究期間を通して、組織切片上のタンパク質を、位置・形態を保ったままブロッティング膜に転写し、それを質量分析で同定する手法の改善を行った。平成31年/令和元年度は、蛋白の同定効率を改善するために、組織内のタンパクの化学処理、共存する疎水性の脂質の処理などの条件検討を進めた。化学的処理の種類によって、タンパクの転写効率はいろいろ変化させられたが、タンパクの同定効率は、必ずしも転写量だけでは決まらず、試行を行った。
2.意義、重要性: 従来の生物学の研究に於いては、タンパクの局在、分布情報を求める時には、個々のタンパク毎に、抗体を作成したり、標識タンパクを用意したりして、個々に調べるのが主な方法である。これは、高感度であり、確立された安定な手法であるが、一つずつしか出来ないものであった。近年では、組織に存在する分子を網羅的に同定解析する手法が開発され、それによって多くの新しい知見が得られて来ているが、その中でも、タンパクの局在情報を網羅的に同定する方法は遅れている。この研究は、このタンパクの局在情報を網羅的な同定を可能にするための、技術開発が目的である。研究期間中に、タンパク質の膜転写における位置・形態の保持を改善した事は、組織切片のタンパク質の局在情報を保持したままMSイメージングする上で、役に立つものであると考えられる。