Establishment of an in vivo imaging system and novel biomarkers for monitoring autophagy flux

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K19675
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Kyoto Prefectural University (2021); The University of Tokushima (2020)
• Principal Investigator: OHNISHI Kohta 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 講師 (80723816)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: オートファジー / in vivoイメージング / 遺伝子プローブ / 近赤外蛍光イメージング / AAVベクター

Outline of Final Research Achievements

Activation of autophagy could be a possible strategy for extension of health life expectancy. In this study, we aimed the establishment of a quantitative evaluation method available for in vivo models.
A novel gene probe "miRFP720-LC3-miRFP670-FLAGx3" was expressed in mice organs using AAV-2/9 vector. Protein expression of the probe in mice liver was checked by Western blot, and furthermore, NIR-imaging using IVIS spectrum enabled to quantify the probe expression in living mice non-invasively. However, the intensities of NIR fluorescence from probe were not altered by intraperitoneal injection of autophagy-inducing/inhibiting agents, which indicated the probe was not available for quantitative evaluation methods.

Free Research Field

食品機能学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

オートファジーは細胞内に生じた異常分子に対する分解機構であり、その機能不全が様々な難治性疾患（がん・神経変性疾患・糖尿病など）の発症要因となる可能性が示されている。本機構を適切に活性化できれば、ヒトの健康寿命の延伸に寄与する新しい疾病予防戦略となり得るが、実験動物やヒト試験に応用可能な簡便・精確な活性評価法は確立されておらず、本機構を作用標的とした薬剤や機能性食品の研究開発は遅れている。
本研究では動物個体レベルのオートファジー活性を定量評価する新規手法を確立できなかったが、構築した遺伝子プローブの課題点が明らかとなったため、今後、改良遺伝子プローブを用いた活性評価系の構築が期待される。