2018 Fiscal Year Research-status Report
生体内AMPK可視化による、恒常性維持機構におけるAMPK機能の解明
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18K07066
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺井 健太 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (20616073)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | AMPK / Imaging |
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| Outline of Annual Research Achievements |
AMP-activated protein kinase（以下AMPK）は細胞内ATP濃度を維持する酵素であり耐糖能、老化、概日リズム、癌化、筋持久力の向上といった多様な恒常性機構を制御している。生化学的・分子生物学的なアプローチにより細胞内AMPKシグナル伝達経路は詳細に解明された一方、個体レベルでは、恒常性維持の責任臓器や各臓器のAMPK活性制御機構など不明の点が多く残されている。この問題に取り組むために、申請者はAMPK活性をライブイメージングできるFRETバイオセンサーをトランスジェニックマウスに発現させ、多光子顕微鏡下で肝臓と筋肉のAMPK活性を比較し、糖尿病治療薬であるメトホルミンに対する応答性の違いなどを発見した。しかし、この方法では麻酔下における短時間の観察にとどまり、生理的条件下でAMPK活性がどのように生体の恒常性を維持しているかは依然として不明である。
本研究では【非麻酔下で埋め込み型デバイスを用いて、発光基質を持続的に投与する】ことを目標としている。現在、麻酔下環境で発光基質を持続投与し、薬物投与後におけるAMPK活性を測定することには成功し、薬剤投与前後におけるAMPKの活性変化を臓器ごとに抽出できている。しかしながら、埋め込み型デバイスではポンプのパワー不足の為に体表からの発光検出にに難航している。この問題を克服するために、埋め込み型ガラス窓を腹壁と皮下に装着し、皮膚による光の干渉/吸収を抑えてImagingを試みる予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では【非麻酔下で埋め込み型デバイスを用いて、発光基質を持続的に投与する】ことを目標としている。現在、麻酔下環境で発光基質を持続投与し、薬物投与後におけるAMPK活性を測定することには成功しているが、埋め込み型デバイスではポンプのパワー不足の為に体表からの発光検出にに難航している。この問題を克服するために、埋め込み型ガラス窓を腹壁と皮下に装着し、皮膚による光の干渉/吸収を抑えてImagingを試みる予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記と同時に、現在は光遺伝学を用いたAMPK活性のコントロールを目指している。既にin vitroの系では成功しており、活性化機序も明らかになりつつある。今後は薬剤投与時と組織/細胞特異的にAMPKの活性を操作し、各組織/細胞におけるAMPKの生理学的な機能を解明していく。
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| Causes of Carryover |
埋め込み型ポンプの調整不足のために、やや遅れたが、解決方法は目途がついている。
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