2020 Fiscal Year Research-status Report
13C代謝フラックス解析を用いた分化細胞の代謝計測と運命制御
| Project/Area Number |
20K15100
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
岡橋 伸幸 大阪大学, 情報科学研究科, 准教授 (30802748)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 13C代謝フラックス解析 / 細胞分化 / 分化制御 / 中心炭素代謝 / 補酵素バランス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、細胞内の代謝反応速度を計測できる13C代謝フラックス解析法を用いて、分化前後の細胞の代謝状態を比較し、得られた結果をもとに代謝状態を調節することで、細胞の分化方向性を外的に制御することが目的である。本年度は、予定した通り、代表的な血球系細胞株のHL-60とTHP-1を用いて、分化前後の細胞の13C代謝フラックス解析を行い、中心炭素代謝の変化を明らかにすることができた。まず、細胞の分化条件を検討し、分化後細胞に特徴的な細胞表面抗原を抗体染色してフローサイトメーターで分取する系を構築した。得られた細胞から代謝物を抽出する方法や、代謝物中の13C代謝物の計測方法を最適化し、13C代謝フラックス解析が可能な条件を設定することができた。13C代謝フラックス解析からは、好中球様細胞に分化させたHL-60では、解糖系のフラックスが0.4倍に低下することが明らかとなった。また、分化の過程で、細胞が消費するアミノ酸などの炭素源の依存性が変化することを見出し、それらの代謝に関わる経路の調節が細胞分化の制御標的として有望である可能性を見出した。同様に、マクロファージ様細胞に分化させたTHP-1では、分化前後の代謝を13C代謝フラックス解析で比較したところ、HL-60の場合とは異なり、解糖系のフラックスが4倍に活性化することが明らかとなった。以上のように、代謝フラックス解析を用いて分化前後にその活性が著しく変化する反応を見出すことに成功したことから、順調に進捗していると考えられた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定した通り、分化前後の細胞に13C代謝フラックスを適用できる系を設定し、中心炭素代謝のフラックスの変化を観測することに成功したため、順調に研究を進めることができていると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
予定通り13C代謝フラックス解析を実施できた細胞株については、大きくフラックスが変動した代謝経路を人為的に活性化、抑制するような操作を行い、細胞分化や機能の発現に及ぼす影響を明らかにする。また、細胞分化前後での代謝の変化の傾向は細胞種ごとに異なる可能性が明らかとなったことから、他の細胞株について引き続き13C代謝フラックス解析を行い、本研究で見出した知見の一般性を検証する。
|
