2023 Fiscal Year Annual Research Report
可逆的ナノ粒子集積を用いたタンパク質の超マルチカラー・高感度イメージング基盤
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21H01722
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
太田 誠一 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40723284)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 蛍光ナノ粒子 / 集積体 / 超マルチカラーイメージング / 画像診断 / バイオマーカー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの検討で、DNA修飾有機半導体ポリマー蛍光ナノ粒子(Pdot)の合成、及びこれらの逐次集積によるタンパク質マーカーの高輝度ラベル化手法を確立することができた。これを踏まえ2023年度は、DNAを介したタンパク質マーカーへの結合と解離の繰り返し機構を導入し、超マルチカラーイメージングの実現可能性を検討した。
まず、抗体に一本鎖DNAを修飾し、リンカーDNAを介して二重らせん形成によって一本鎖DNA修飾Pdotを結合する系を構築した。この際、リンカーDNA配列の中心部分に、抗体側ともPdot側とも２重らせんを組まないミスマッチ領域を導入することで、リンカーDNAと完全に相補的な一本鎖DNA(解離DNA)を加えた際に、二重らせん構造の組み換えによってPdotが抗体から解離するよう設計を行った。
続いて、ヒト上皮様細胞がん由来細胞株であるA431細胞に対し、6つのマーカー(EGFR、CD44、ICAM-1、E-Cadherin、CD24、インテグリンbeta1)を対象として蛍光色素を用いたマルチカラーイメージングを検討した。まず1stサイクルとしてEGFR、CD44、ICAM-1に対して異なる蛍光色素をリンカーDNAを介して結合させ、蛍光像を取得後、解離DNAを加えることでこれらを解離させた。その後、同様にE-Cadherin、CD24、インテグリンbeta1を染色し、蛍光像を取得した。これら６種のシグナルに対し疑似カラーを割り当て重ね合わせることで、６種のタンパク質マーカーの発現空間パターンを、一つの画像上で可視化することができた。今回実証された超マルチカラーイメージングの方法論と、昨年度までに構築したPdotの高輝度集積技術を統合することで、無数の種類のタンパク質マーカー発現の空間パターンを高感度かつ一度に可視化可能な、新たな解析技術基盤となることが期待される。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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