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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Creation of Innovative Methodology for Analyzing in vivo Ambiguous Bioactivity of Anti-oxidative Substance to Support the Development of Health and Longevity-promoting Foods

Research Project

Project/Area Number 26282025
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

藤村 由紀  九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 准教授 (20390304)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 兵藤 文紀  九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 准教授 (10380693)
早川 英介  沖縄科学技術大学院大学, その他の研究科, 研究員 (20739809)
瀬戸山 大樹  九州大学, 大学病院, 助教 (30550850)
三浦 大典  九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 准教授 (40532627)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords抗酸化活性 / レドックス / 質量分析イメージング / 緑茶カテキン / 代謝 / 酸化ストレス / 磁気共鳴画像診断
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、レドックス分子イメージング法DNP-MRIにより、生体内レドックスの特異的代謝反応を非侵襲的に捉えると共に、関連代謝やそれらを制御する抗酸化食品成分の影響を質量分析イメージング法MSIにより可視化することを試みた。

①興味分子の高感度可視化に向けたMSI技術先鋭化:約80種類のマトリックス候補化合物からなるライブラリーと約300種類の生体代謝物の総当たり MALDI-MS 測定を行なった結果、大半の候補化合物が複数の代謝物をイオン化できたが、構造的特徴により、劇的にイオン化効率の変化を示した。また、主骨格によってイオン化できる化合物クラスが変化する傾向も認められた。さらに、アミノ酸・塩基・糖など、これまで MALDI ではイオン化が極めて難しかった化合物を高感度でイオン化可能なマトリックスの開発にも成功した。担ガンマウスの腫瘍組織において、DNP-MRI による in vivo レドックス状態の画像化と共に、見出されたマトリックスを用いてレドックスプローブと代謝物群の局在の畳重解析が可能となった。さらに、Energy Charge や GSSG/GSH など機能的指標の同時画像化も可能となった。

②生体内レドックス-生体成分-食品成分間の潜在的関係性:代表的抗酸化活性成分の緑茶カテキンを担ガンマウスに投与後、DNP-MRI により腫瘍組織における in vivo レドックス状態を検証した。その結果、投与15分から3時間後までは、腫瘍組織のレドックス状態に有意な変化は認められなかった。また、腫瘍組織抽出物を汎用的抗酸化活性評価法(ORAC・TAC)に供したところ、同様に有意な変動は観察されなかった。一方、緑茶カテキンや緑茶抽出物自身は高い ORAC・TAC 値を示したことから、緑茶カテキンは生体外の結果とは違って生体内では直接的に抗酸化活性を示さない可能性が示された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (25 results)

All 2017 2016

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] A Chemometrics-driven Strategy for the Bioactivity Evaluation of Complex Multicomponent Systems and the Effective Selection of Bioactivity-predictive Chemical Combinations2017

    • Author(s)
      Fujimura Y, Kawano C, Maeda-Murayama A, Nakamura A, Koike-Miki A, Hayakawa E, Ishii T, Yukihira D, Wariishi H, and Miura D.
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: - Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spatially resolved metabolic distribution for unraveling the physiological change and responses in tomato fruit using matrix-assisted laser desorption/ionization-mass spectrometry imaging (MALDI-MSI)2017

    • Author(s)
      Nakamura J, Morikawa-Ichinose T, Fujimura Y, Hayakawa E, Takahashi K, Ishii T, Miura D, Wariishi H.
    • Journal Title

      Anal. Bioanal. Chem.

      Volume: 409 Pages: 1697-1706

    • DOI

      10.1007/s00216-016-0118-4

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Non-invasive evaluation of atopic dermatitis based on redox status using in vivo dynamic nuclear polarization magnetic resonance imaging2017

    • Author(s)
      Eto H, Tsuji G, Chiba T, Furue M, Hyodo F.
    • Journal Title

      Free Radic. Biol. Med.

      Volume: 103 Pages: 209-215

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2016.12.043

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MSIdV: a versatile tool to visualize biological indices from mass spectrometry imaging data2016

    • Author(s)
      Hayakawa E, Fujimura Y, Miura D.
    • Journal Title

      Bioinformatics

      Volume: 32 Pages: 3852-3854

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btw548

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] カテキンシグナリングならびにイメージングの基礎2016

    • Author(s)
      藤村由紀・立花宏文
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 54 Pages: 674-680

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Development of an Integrated Proteomic and Metabolomic Imaging Technique using MALDI-MS2017

    • Author(s)
      Maeda-Murayama A, Yamaguchi A, Fujimura Y, Wariishi H, and Miura D.
    • Organizer
      ASMS Sanibel Conference on Peptidomics
    • Place of Presentation
      Clearwater Beach, Florida
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Screening and Synthesis of MALDI Matrix towards Phosphopeptidomics2017

    • Author(s)
      Kawano C, Ishii T, Fujimura Y, Shindo M, Wariishi H, and Miura D.
    • Organizer
      ASMS Sanibel Conference on Peptidomics
    • Place of Presentation
      Clearwater Beach, Florida
    • Year and Date
      2017-01-19 – 2017-01-22
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メタボロミクス技術を食品の機能性研究にどうやって活かすか?2016

    • Author(s)
      藤村由紀
    • Organizer
      崎大学大学院農学工学総合研究科 食の科学ユニット講演会
    • Place of Presentation
      宮崎市
    • Year and Date
      2016-11-28 – 2016-11-28
    • Invited
  • [Presentation] 異なる質量分析システムを用いた緑茶代謝物プロファイリング2016

    • Author(s)
      藤村由紀・河野ちひろ・村山彩花・三木晶琴・石井孝典・行平大地・早川英介・立花宏文・割石博之・三浦大典
    • Organizer
      第32回茶学術研究会・講演会・第13回日本カテキン学会年次学術大会合同大会2016
    • Place of Presentation
      静岡市
    • Year and Date
      2016-10-27 – 2016-10-28
  • [Presentation] 質量分析メージングによる高精度病態評価および生体応答解析2016

    • Author(s)
      藤村由紀
    • Organizer
      KRIワークショップ5
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2016-10-21 – 2016-10-21
    • Invited
  • [Presentation] 簡便高感度かつ再現性の高いMALDI-MSI試料調製法の確立2016

    • Author(s)
      村山布紗・一瀬智美・藤村由紀・山崎雄三・割石博之・三浦大典
    • Organizer
      第10回メタボロームシンポジウム
    • Place of Presentation
      鶴岡市
    • Year and Date
      2016-10-19 – 2016-10-21
  • [Presentation] In situ metabolomicsに向けたMALDI用新規マトリックスの開発2016

    • Author(s)
      石井孝典・行平大地・早川英介・藤村由紀・割石博之・新藤充・三浦大典
    • Organizer
      第10回メタボロームシンポジウム
    • Place of Presentation
      鶴岡市
    • Year and Date
      2016-10-19 – 2016-10-21
  • [Presentation] 多検体迅速病態評価に向けた代謝物プロファイリング技術の開発2016

    • Author(s)
      三木晶琴・藤村由紀・石井孝典・中村純也・河野ちひろ・新藤充・割石博之・三浦大典
    • Organizer
      第10回メタボロームシンポジウム
    • Place of Presentation
      鶴岡市
    • Year and Date
      2016-10-19 – 2016-10-21
  • [Presentation] 緑茶代謝物プロファイリングでのLC-MSとMALDI-MSデータの比較2016

    • Author(s)
      村山彩花・藤村由紀・河野ちひろ・三木晶琴・割石博之・三浦大典
    • Organizer
      第10回メタボロームシンポジウム
    • Place of Presentation
      鶴岡市
    • Year and Date
      2016-10-19 – 2016-10-21
  • [Presentation] MALDI-MS代謝物プロファイリングによる緑茶の抗酸化活性評価2016

    • Author(s)
      河野ちひろ・藤村由紀・村山彩花・石井孝典・三木晶琴・行平大地・早川英介・割石博之・三浦大典
    • Organizer
      第10回メタボロームシンポジウム
    • Place of Presentation
      鶴岡市
    • Year and Date
      2016-10-19 – 2016-10-21
  • [Presentation] 緑茶カテキンのシグナリングとイメージングの基礎2016

    • Author(s)
      藤村由紀
    • Organizer
      第9回トランスポーター研究会九州部会
    • Place of Presentation
      宮崎市
    • Year and Date
      2016-10-01 – 2016-10-01
    • Invited
  • [Presentation] 食品の特性を可視化する質量分析イメージングによるニュートリメトリクス2016

    • Author(s)
      藤村由紀
    • Organizer
      第12回レドックス・ライフイノベーションシンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本市
    • Year and Date
      2016-08-18 – 2016-08-19
    • Invited
  • [Presentation] Visualization of leaf glucosinolate distribution by mass spectrometry imaging in Arabidopsis2016

    • Author(s)
      Ichinose T, Fujimura Y, Nakaya S, Yamazaki Y, Nakamura J, Wariishi H, and Miura D.
    • Organizer
      13th International Symposium on Cytochrome P450 Biodiversity and Biotechnology
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      2016-07-22 – 2016-07-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Structure-Property Relationship and Strategic Synthesis of MALDI Matrix for Low-Molecular-Weight Metabolites Analysis2016

    • Author(s)
      Miura D, Ishii T, Fujimura Y, Hayakawa E, Wariishi H, and Shindo M.
    • Organizer
      64th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      San Antonio, Texas
    • Year and Date
      2016-06-05 – 2016-06-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optimal Sample Preparation Method for Visualizing Global Endogenous Metabolites by Mass Spectrometry Imaging in Arabidopsis2016

    • Author(s)
      Ichinose T, Fujimura Y, Nakaya S, Yamazaki Y, Nakamura J, Hayakawa E, Wariishi H, and Miura D.
    • Organizer
      64th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      San Antonio, Texas
    • Year and Date
      2016-06-05 – 2016-06-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] New Approach Analyzing Food Functionality using MALDI-MS-based Metabolic Profiling Technique: Evaluation of Green Tea Extracts2016

    • Author(s)
      Kawano C, Fujimura Y, Maeda-Murayama A, Hayakawa E, Ishii T, Wariishi H, and Miura D
    • Organizer
      64th ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
    • Place of Presentation
      San Antonio, Texas
    • Year and Date
      2016-06-05 – 2016-06-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] メタボロミクスが切り拓く食品分析の新たなソリューション2016

    • Author(s)
      藤村由紀
    • Organizer
      第111回日本食品衛生学会学術講演会
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2016-05-19 – 2016-05-20
    • Invited
  • [Presentation] 質量分析イメージングによる生物学的インデックス可視化ツールの開発2016

    • Author(s)
      早川英介・藤村由紀・三浦大典
    • Organizer
      第64回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      吹田市
    • Year and Date
      2016-05-18 – 2016-05-20
  • [Presentation] In situ metabolomicsに向けた新規MALDIマトリックス開発2016

    • Author(s)
      三浦大典・石井孝典・行平大地・藤村由紀・割石博之・新藤充
    • Organizer
      第64回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      吹田市
    • Year and Date
      2016-05-18 – 2016-05-20
  • [Presentation] マトリックス・スクリーニングに基づいたMALDI-MS技術の食品機能性評価への応用:緑茶抽出物の代謝物プロファイリング2016

    • Author(s)
      藤村由紀・河野ちひろ・村山(前田)彩花・早川英介・石井孝典・割石博之・三浦大典
    • Organizer
      第64回質量分析総合討論会
    • Place of Presentation
      吹田市
    • Year and Date
      2016-05-18 – 2016-05-20

URL: 

Published: 2018-01-16  

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