• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2016 Fiscal Year Annual Research Report

Visualization and quantification of fluxes of glucose metabolic pathways in brain

Research Project

Project/Area Number 26560469
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

杉浦 悠毅  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (30590202)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords脳代謝 / イメージング質量分析 / fMRI / グルコース代謝
Outline of Annual Research Achievements

脳機能イメージングは主にfMRI(functional magnetic resonance imaging)などを用いて行われるが、これらは中枢神経細胞の活動に応答する『間接的』指標を検出するのみで、脳局所の活動にどのようなエネルギー代謝分子が関連しているかは明らかにならない。本研究では、代謝分子の局在を可視化する「質量分析イメージング」を発展させたグルコース代謝のフラックス(流束=流れ)のイメージング法により、「活動脳局所」でどのようなグルコース代謝経路が駆動しているかをイメージングにより明らかにする。
より詳細には投与した標識グルコースが外部刺激に応答する脳領域で「どのような」代謝分子に変換されたかを網羅的に可視化し、さらにfMRIとの相補使用により、血中酸素濃度依存的シグナル(BOLD)信号応答領域でのin vivoエネルギー代謝実態を解明する。

最終年度では上記プロトコルを、神経細胞 or アストロサイトに光感受性タンパク質チャネルロドプシンを発現させることで、光照射により特定細胞種を刺激できるマウス解析へ適用した。その結果、アストロサイト刺激時にも神経活動非依存的なBOLDシグナルが発生し、これにはグルコースからアセチルカルニチンへの酸化的代謝の関与が示された。さらにアセチルカルニチンはマイクロダイアリシスにより細胞外へ放出されている事も明らかにった。以上からから刺激されたアストロサイトは代謝基質としてアセチルカルニチンを産生し、神経細胞へシャトルする機構が考えられた。さらにアストロサイト-アセチルカルニチン代謝がBOLD信号ソースである事も示唆された。

  • Research Products

    (7 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Visualization of in vivo metabolic flows reveals accelerated utilization of glucose and lactate in penumbra of ischemic heart2017

    • Author(s)
      Yuki Sugiura, Yoshinori Katsumata, Motoaki Sano, Kurara Honda, Mayumi Kajimura, Keiichi Fukuda, Makoto Suematsu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 32361

    • DOI

      doi: 10.1038/srep32361

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cystathionine β-synthase and PGRMC1 as CO sensors2016

    • Author(s)
      Yasuaki Kabe, Takehiro Yamamoto, Mayumi Kajimura, Yuki Sugiura, Ikko Koike, Mitsuyo Ohmura, Takashi Nakamura, Yasuhito Tokumoto, Hitoshi Tsugawa, Hiroshi Handa, Takuya Kobayashi, Makoto Suematsu
    • Journal Title

      Free Radical Biology and Medicine

      Volume: 99 Pages: 333-344

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2016.08.025

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 生体試料からの微量生理活性分子の高感度イメーシジング2016

    • Author(s)
      杉浦 悠毅
    • Organizer
      2016 年真空・表面科学合同講演会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2016-11-29 – 2016-12-01
    • Invited
  • [Presentation] 質量分析によるin vivo 代謝リズムのプロファイリング技術2016

    • Author(s)
      杉浦 悠毅
    • Organizer
      第27回クロマトグラフィー科学会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 共立芝キャンパス
    • Year and Date
      2016-11-16 – 2016-11-18
    • Invited
  • [Presentation] 高感度質量分析による低分子ホルモン分子の可視化2016

    • Author(s)
      杉浦 悠毅
    • Organizer
      第89回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Year and Date
      2016-09-27 – 2016-09-27
  • [Presentation] on tissue 誘導体化/イメージング質量分析による低分子ホルモンの可視化2016

    • Author(s)
      杉浦 悠毅
    • Organizer
      第41回日本医用マススペクトル学会年会
    • Place of Presentation
      ウインク愛知
    • Year and Date
      2016-09-15 – 2016-09-16
  • [Book] Chronic Inflammation2016

    • Author(s)
      Yuki Sugiura, Kurara Honda, Makoto Suematsu
    • Total Pages
      147-160
    • Publisher
      Springer Japan

URL: 

Published: 2018-01-16  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi