2013 Fiscal Year Annual Research Report
イリジウム錯体をプローブとする細胞内オルガネラ酸素濃度計測法の開発
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23310157
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
飛田 成史 群馬大学, 理工学研究院, 教授 (30164007)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉原 利忠 群馬大学, 理工学研究院, 助教 (10375561)
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| Project Period (FY) |
2011-11-18 – 2015-03-31
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| Keywords | 酸素プローブ / イリジウム錯体 / 低酸素 / りん光 / ミトコンドリア |
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| Research Abstract |
平成24年度に合成したミトコンドリア集積性イリジウム錯体BTQ-Mitoに続いて、平成25年度は細胞内の小胞体、ライソソームに集積性をもつと予想されるBTQSA、BTQDMを合成した。まず、BTQSA、BTQDMの溶液中における光物理特性（吸収・発光スペクトル、空気飽和下、窒素置換下における発光量子収率、発光寿命）を検討した結果、BTQ-Mitoとほぼ同様の吸収・りん光スペクトル、光物理特性を与えることが確認できた。次に細胞への取り込み能および細胞内におけるプローブの局在を明らかにするため、ER Tracker、Lyso Trackerとの共染織実験を行った。その結果、BTQSA、BTQDMはそれぞれ小胞体、ライソソームに集積性をもつことが明らかになった。すなわち、BTQ-Mito、BTQSA、BTQDMは光物理特性がほぼ同じであるにもかかわらず、細胞内局在が異なるため、オルガネラ選択的酸素プローブとして機能することが期待される。そこで、細胞内に取り込まれたプローブの発光寿命を顕微鏡下で測定する装置を製作し、HeLa細胞、MCF-7細胞を用いてこれらのプローブの発光寿命を測定した。励起光にはYAGレーザーの2倍波(波長：532 nm、パルス幅：1ns、繰り返：20 kHz)を用いた。培養器の酸素分圧を0-21 %まで変化させたところ、酸素分圧に依存して、可逆的に各プローブの発光寿命が大きく変化することが確認された。すなわち、これらのプローブがオルガネラ選択的酸素プローブとなり得ることが示された。
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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
当初計画していた特定のオルガネラに集積する発光プローブBTQ-Mito、BTQSA、BTQDMを設計・合成し、HeLa細胞、MCF-7細胞への取り込み、細胞内の特定のオルガネラ（ミトコンドリア、小胞体、ライソソーム）への局在、発光寿命の酸素応答性を確認することができた。また、細胞内に取り込まれた発光プローブの寿命を顕微鏡下で測定する装置を立ち上げることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
寿命測定に基づいて細胞内酸素濃度を定量するため、今後calibration法を検討する。酸素濃度のcalibration法としては、培養器の酸素分圧を変えて細胞内のプローブの発光寿命を測定する方法と、脂質二分子膜に取り込まれたプローブの発光寿命を酸素分圧を変えて測定する方法を検討する。一方、蛍光団とりん光団を結合したレシオ型二色発光プローブを合成し、寿命測定を必要としない酸素濃度測定法を開発する。
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Research Products
(9 results)
