2020 Fiscal Year Annual Research Report
臓器全体のタンパク質発現・修飾・活性状態の3D検出法開発
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19H03413
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
洲崎 悦生 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (10444803)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | セルオミクス / 3次元組織学 / 組織透明化 / 3次元イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、研究代表者により構築された、組織学的染色法を3次元に拡張した全細胞網羅的観察・解析技術を活用し、成体哺乳類全身のあらゆる臓器を対象とした臓器スケール・細胞解像度の多色3次元染色・観察技術を確立することを目的とする。さらに、本技術が核酸ではなくタンパク質を検出対象とできる利点を生かし、リン酸化などの翻訳後修飾やタンパク質活性を臓器スケール・細胞解像度で評価する新たな技術の確立も目的とする。昨年度までに全身各臓器、特に腎・膵・肝などの実質臓器の3次元染色プロトコルの検討および評価が進んでおり、ある程度の最適化が可能となっているが、一方で適用できる抗体の数、透明化工程に伴う抗原性の変化等の問題が露呈してきている。そこで本年度は、透明化工程や染色工程の改良により、深部染色性を担保しながら大型3次元臓器サンプルに適用できる新たなプロトコルの開発に取り組んだ。その結果、phospho-Neurofilamentsなどのリン酸化抗体や、
cFosなどの機能分子をマウス全脳スケールで染色し可視化できる世界最高性能の3次元染色プロトコル開発に成功し、論文発表した（Susaki et al. Nat. Commun 2020）。また、共同研究として老化細胞マーカーであるp16の発現を全臓器スケールで検出することに成功し、論文発表した（Omori et al. Cell Metab. 2020）。
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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
全体的に当初の計画に従って進行しており、論文発表も複数行なっているため、概ね順調に進展していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度までに世界最高性能の3次元染色プロトコル「CUBIC-HistoVIsion(CUBIC-HV)」を開発し、論文報告した。今年度はCUBIC-HVのさらなる 効率化を図るとともに、全身各臓器、特に医学分野でニーズの高い腎臓や、軟部組織である肺などの全臓器3次元染色プロトコルの検討を進める。さらに、本課題の集大成となるアプリケーションとして、生後マウス全身の核染色、抗体染色と3次元イメージングを試みる。
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[Journal Article] Versatile whole-organ/body staining and imaging based on electrolyte-gel properties of biological tissues.2020
Author(s)
Susaki EA, Shimizu C, Kuno A, Tainaka K, Li X, Nishi K, Morishima K, Ono H, Ode KL, Saeki Y, Miyamichi K, Isa K, Yokoyama C, Kitaura H, Ikemura H, Ushiku T, Shimizu Y, Saito T, Saido TC, Fukayama M, Onoe H, Touhara K, Isa T, Kakita A, Shibayama M, Ueda HR
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Journal Title
Nature communications
Volume: 11
Pages: 1982-1982
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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