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2011 Fiscal Year Annual Research Report

多次元オミックス脳解剖

Research Project

Project/Area Number 20670004
Research InstitutionHamamatsu University School of Medicine

Principal Investigator

瀬藤 光利  浜松医科大学, 医学部, 教授 (20302664)

Keywordsオミックス / 質量顕微鏡 / リピドミクス / メタボロミクス / ペプチドミクス
Research Abstract

オミックス脳解剖の新技術として、チタンベースのナノ微粒子を用いた質量顕微鏡法を確立することで低分子代謝物の空間分布の可視化に成功し、成果を原著論文(Shrivasら)ならびに総説論文(Hameedら)として発表した。また、TLCブロットと質量顕微鏡を組み合わせ、ヒト脳を構成するガングリオシド分子種の分離・同定法を確立し原著論文を発表した(Valdes-Gonzalezら)。また中枢神経系におけるニューロペプチド分布の可視化技術を確立し、原著論文として報告した(Chanselaら)。これらの手法を総括した英文総説も発表した(Goto-Inoueら)。新手法・新技術の確立と並行し、ヒト脳の質量顕微鏡解析を行い主に二つの重要な知見を得た。ヒト正常脳の質量顕微鏡解析により、大脳灰白質と白質におけるヒドロキシル化脂質と非ヒドロキシル化脂質の分布に顕著な差違を見出し、原著論文として報告した(Yukiら)。また統合失調症患者の死後脳を質量顕微鏡で解析し、前頭前皮質において特定のリン脂質分子種の分布が異常になっていることを見出し、原著論文を発表した(Matsumotoら)。これらヒト死後脳の質量顕微鏡オミックス解析以外に、培養神経細胞を用いた研究により、神経軸索の基部と遠位部において脂質組成が大きく異なること、その差違を生み出すのにアクチンのダナイミクスが必要であることを見出し、原著論文として報告した(Yangら)。また疾患モデル動物の質量顕微鏡解析も行った。その一例として術後脳浮腫モデルラットを用いた解析で、潅流溶液による脳浮腫の抑制効果を評価し、原著論文を公表した(Koizumiら)。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

過去3年と本年度で質量顕微鏡を用いた各種「脳オミックス」の手法を確立し、当初計画していた正常ヒト脳の質量顕微鏡オミックス解析も無事完了した。これに伴い、最終年度の目標にしていた疾患脳の質量顕微鏡オミックス解析に着手でき、統合失調症の死後脳で特徴的な脂質分布異常を見出すなどの成果が出ている。

Strategy for Future Research Activity

研究が当初計画以上に進展していることもあり、最終年度はさらに疾患脳の解析例を追加したい。アルツハイマー病、パーキンソン病、MSAなどがその対象となる。また、疾患モデル動物(たとえばマウス、あるいはよりヒトに近いマーモセット)を使用することで、ヒト死後脳では解析が困難な疾患進行時のオミックスを解析し、時間軸の追加された多次元オミックスに挑戦したい。また、質量顕微鏡技術と近年確立された次世代シケーンシング技術を融合させ、これまでとは異なる切り口でオミックス解析の多次元化を図っていきたい。

  • Research Products

    (23 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Axonal gradient of arachidonic acid-containing phosphatidylcholine and its dependence on actin dynamics2012

    • Author(s)
      Yang H, Sugiura Y, Ikegami K, Konishi Y, Setou M
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 287巻 Pages: 5290-5300

    • DOI

      DOI:10.1074/jbc.M111.316877

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Nanoparticle-assisted Laser Desorption/ionization [nano-PALDI]-based Imaging Mass Spectrometry [IMS] and its Application to Brain Science2012

    • Author(s)
      Hameed S, Sugiura Y, Kimura Y, Shrivas K, Setou M
    • Journal Title

      Nanomedicine and the Norvous System

      Pages: 97-118

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Abnormal phospholipids distribution in theprefrontal cortex from a patient withschizophrenia revealed by matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry2011

    • Author(s)
      Matsumoto J, Sugiura Y, Yuki D, Hayasaka T, Goto-Inoue N,Zaima N, Kunii Y, Wada A, Yang Q, Nishiura K, Akatsu H, Hori A, Hashizume Y, Yamamoto T, Ikemoto K, Setou M, Niwa SI
    • Journal Title

      Anal Bioanal Chem

      Volume: 400巻 Pages: 1933-43

    • DOI

      DOI:10.1007/s00216-011-4909-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Visualization of neuropeptides in paraffin-embedded tissue sections of the central nervous system in the decapod crustacean, Penaeus monodon, by imaging mass spectrometry2011

    • Author(s)
      Chansela P, Goto-Inoue N, Zaima N,Sroyraya M, Sobhon P, Setou M
    • Journal Title

      Peptides

      Volume: 34巻 Pages: 10-18

    • DOI

      DOI:10.1016/j.peptides.2011.03.021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hydroxylated and non-hydroxylated sulfatide are distinctly distributed in the human cerebral cortex2011

    • Author(s)
      Yuki D, Sugiura Y, Zaima N, Akatsu H, Hashizume Y, Yamamoto T, Fujiwara M, Sugiyama K, Setou M
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 193巻 Pages: 44-53

    • DOI

      DOI:10.1016/j.neuroscience.2011.07.045

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Method for Simultaneous Imaging of Endogenous Low Molecular Weight Metabolites in Mouse Brain Using TiO(2) Nanoparticle in Nanoparticle-Assisted Laser Desorption/Ionization-Imaging Mass Spectrometry2011

    • Author(s)
      Shrivas K, Hayasaka T, Sugiura Y, Setou M
    • Journal Title

      Anal Chem

      Volume: 83巻 Pages: 7283-7289

    • DOI

      DOI:10.1021/ac201602s

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Imaging Mass Spectrometry Evaluation of the Effects of Various Irrigation Fluids in a Rat Model of Postoperative Cerebral Edema2011

    • Author(s)
      Koizumi S, Hayasaka T, Goto-Inoue N, Doi K, Setou M, Namba H
    • Journal Title

      World Neurosurq

      Volume: 77 Pages: 153-159

    • DOI

      DOI:10.1016/j.wneu.2011.03.039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Neuroaxonal dystrophy in calcium-independent phospholipase A2β deficiency results from insufficient remodeling and degeneration of mitochondrial and presynaptic membranes2011

    • Author(s)
      Beck G, Sugiura Y, Shinzawa K, Kato S, Setou M, Sakoda S, Sumi-Akamaru H
    • Journal Title

      J.Neurosci.

      Volume: 31 Pages: 11411-11420

    • DOI

      DOI:10.1523/JNEUROSCI.0345-11.2011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Imaging Technology of Complex Lipid Molecular Species by a Combination of TLC-Blot and MALDI-TOF? Special Reference to Human Brain Ganclioside Molecular Species2011

    • Author(s)
      Valdes-Gonzalez T, Goto-Inoue N, Hayasaka T, Ishiyama H, Setou M, Taki T
    • Journal Title

      J Glycom Lipidom

      Volume: 1 Pages: 1000104(全6頁)

    • DOI

      DOI:10.4172/2153-0637.1000104

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Imaging mass spectrometry for lipidomics2011

    • Author(s)
      Goto-Inoue N, Hayasaka T, Zaima N, Setou M
    • Journal Title

      Biochim Biophys Acta.

      Volume: 1811 Pages: 961-969

    • DOI

      doi:10.1016/j.bbalip.2011.03.004

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The Role of Tubulin Polyglutamylation on The Regulation of Neuronal Cytoskeleton2012

    • Author(s)
      K.Ohata, Y.Konishi, R.Tsuchiya, K.Ikegami, M.Setou
    • Organizer
      The 51st ASCB
    • Place of Presentation
      Denver(アメリカ)(ポスター発表)
    • Year and Date
      2012-12-04
  • [Presentation] Tubulin polyglutamylation regulates cytoskeletal distribution in brain2012

    • Author(s)
      Ohata K, Konishi Y, Tsuchiya R, Ikegami K, Setou M
    • Organizer
      第117回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Place of Presentation
      山梨大学(甲府)(ポスター発表)
    • Year and Date
      2012-03-28
  • [Presentation] Biochemical Mapping with MALDI Imaging Mass Spectrometry2012

    • Author(s)
      Mitsutoshi Setou
    • Organizer
      2012春季第59回応用物理学関係連合講演会
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-15
  • [Presentation] Axonal distribution of lipids revealed by imaging mass spectrometry2012

    • Author(s)
      Mitsutoshi Setou
    • Organizer
      第42回生理研国際シンポジウム生理研・新潟脳研合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      生理学研究所(岡崎)(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-07
  • [Presentation] Sprague-Dawley (SD)ラット全脳虚血モデルの確立と応用(質量顕微鏡法による遅発性神経細胞死の網羅的解析)2011

    • Author(s)
      宮脇哲、早坂孝宏、今井英明、堀川弘吏、越智崇、伊藤明博、中冨浩文、瀬藤光利、斉藤延人
    • Organizer
      第23回日本脳循環代謝学会総会
    • Place of Presentation
      都市センターホール(東京)(一般講演)
    • Year and Date
      2011-11-05
  • [Presentation] 脊髄における脂質の正常及び損傷後動態の質量顕微鏡を用いた解析2011

    • Author(s)
      花田充、杉浦悠毅、新城龍一、石黒直樹、瀬藤光利、松山幸弘
    • Organizer
      第26回日本整形外科学会基礎学術集会
    • Place of Presentation
      ベイシア文化ホール(前橋)(一般講演)
    • Year and Date
      2011-10-20
  • [Presentation] 多系統萎縮症患者脳ではγ-tubulinが減少しており、人工的γ-tubulin減少モデル動物は多系統萎縮症様の神経変性と運動失調を発症する2011

    • Author(s)
      堤弘次, 久保亜紀子, 高木博, 赤津裕康, 紺野在, 宮本裕子, 矢尾育子, 江川潔, 佐藤尚武, 久保亮治, 安武かおり, 諸根信弘, 山内大輔, 堀尾哲也, 木村芳滋, 宮川剛, 宮嶋裕明, 福田敦夫, 塚田秀夫, 吉田眞理, 峰雪芳宣, 小西慶幸, 池上浩司, 月田早智子, 瀬藤光利
    • Organizer
      第54回日本神経化学会大会
    • Place of Presentation
      琉璃光(金沢)(一般講演)
    • Year and Date
      2011-09-27
  • [Presentation] オーム研究と解析技術/神経2011

    • Author(s)
      瀬藤光利
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都)(座長・一般講演)
    • Year and Date
      2011-09-23
  • [Presentation] 質量顕微鏡による精神疾患研究2011

    • Author(s)
      瀬藤光利
    • Organizer
      第6回日本統合失調症学会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌)(特別講演)
    • Year and Date
      2011-07-19
  • [Presentation] Distinct Distribution of Hydroxylated and Non-hydroxylated Sulfatide in Human Carebral Cortex2011

    • Author(s)
      Dai Yuuki, Yuki Sugiura, Nobuhiro Zaima, Hiroyasu Akatsu, Masami Fujiwara, Keikichi Sugiyama, Mitsutoshi Setou
    • Organizer
      59th Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Denver(アメリカ)(ポスター発表)
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Presentation] Simultaneouse Imaging Low Molecular Weight Metabolites in Mouse Brain Using TiO2 Nanoparticles in Nano-PALDI-IMS2011

    • Author(s)
      Kamlesh Shrivas, Takahiro Hayasaka, Yuki Sugiura, Mitsutoshi Setou
    • Organizer
      59th Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Denver(アメリカ)(ポスター発表)
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Presentation] Visualization of Cellular Energy Status and Oxidative Stress by using Multiple Metabolite Ions in Imaging Mass Spectrometry2011

    • Author(s)
      Yuki Sugiura, Mitsutoshi Setou
    • Organizer
      59th Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      Denver(アメリカ)(ポスター発表)
    • Year and Date
      2011-06-08
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.hama-med.ac.jp/university/chair/setou/ja/index.html

URL: 

Published: 2013-06-26  

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