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マグネシウム・カルシウム同時可視化蛍光分子プローブの創製と細胞イメージング測定

研究課題

研究課題/領域番号 14350447
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工業分析化学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

鈴木 孝治  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (80154540)

研究分担者 山田 幸司  慶應義塾大学, 理工学部, 助手 (30348825)
鈴木 祥夫  独立行政法人産業技術総合研究所, バイオニクス研究センター, 研究員 (60321907)
研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
13,700千円 (直接経費: 13,700千円)
2004年度: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2003年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
2002年度: 4,000千円 (直接経費: 4,000千円)
キーワードマグネシウムイオン / カルシウムイオン / 蛍光分子プローブ / BAPTA / βジケトン / β-ジケトン / 細胞イメージング / ニューラルネットワーク
研究概要

細胞内シグナル伝達は多数の分子の動態からなり、それらを解析するマルチカラーイメージングは進歩しつつある。そこで、多数のセンサーを細胞に導入するときの欠点(スペクトルの重なり、代謝や分解、局在の違い、毒性)を低減する必要がある。ここでは、一分子のセンサーでの細胞内多数物質同時定量を目指したプローブを提案する。その最初の例として、シグナル伝達物質として重要なCa2+,であり、様々な状況の補因子として機能するMg2+の相関に焦点を当て、マグネシウムとカルシウムを同時に可視化する蛍光プローブ(カルシウムマグネシウムマルチ蛍光プローブ)の開発を行った。カルシウムマグネシウムマルチ蛍光プローブKCM-1は、カルシウムイオンを認識する部位としてBAPTA、マグネシウムイオンを認識する部位としてチャージドβジケトン構造を有し、それがD-A型蛍光団であるクマリンに存在することで、カルシウムとマグネシウムに対して逆の応答を示すように設計された。
KCM-1は、吸収スペクトルにおいて、Ca2+と応答して35nmのブルーシフト、Mg2+と応答して20nmのレッドシフトを示した。励起波長を変えることでそれぞれの応答を異なるスペクトル変化として出力可能であり、また蛍光比をとり解析することで指示薬濃度の影響を受けずに、Ca2+およびMg2+濃度を定量できる。
また、細胞膜を透過可能なアセトキシメチル体を合成し、PC12細胞において、世界で初めての単分子のセンサーによる細胞内Ca2+とMg2+の同時イメージングを実現した。さらに、細胞をFCCPなどで刺激することによる、細胞内カルシウムマグネシウムの動態のイメージングに成功した。(論文投稿中)
本研究に関係し、論文6報、和文の解説文1報が報告された。1報は投稿中である。また、関連した研究がアメリカの一般科学雑誌に紹介された。さらに、設計、合成した蛍光プローブの特性や基礎的な細胞応用例などに関して、国際学会8件、国内学会20件の発表を行った。
当初の計画通りの研究が完了した。新規な蛍光プローブを利用した細胞内シグナルの解明が進んでいくことを期待する。

報告書

(4件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2004 2003 2002 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Chromogenic betaine larists for highly selective calcium ion sensing in aqueous environment2004

    • 著者名/発表者名
      Daniel Citterio, Mio Omagari, Takashi Kawada, Shin-chi Sasaki, Yoshio Suzuki, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta 504

      ページ: 227-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and synthesis of labeling reagents (MS probes) for highly sensitive lectrospray ionization mass spectrometry and their application to the detection of carbonyl, alcohol, carboxylic acid and primary amine samples2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Noriyuki Tanji, Chikako Ikeda, Aki Honda, Kenji Ookubo, Daniel Citterio, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 20

      ページ: 476-482

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] マグネシウム計測用プローブの開発2004

    • 著者名/発表者名
      小松広和, 鈴木祥夫, 鈴木孝治
    • 雑誌名

      Clinical Calcium 14(8)

      ページ: 22-25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Chromogenic betaine larists for highly selective calcium ion sensing in aqueous environment2004

    • 著者名/発表者名
      Daniel Citterio, Mio Omagari, Takashi Kawada, Shin-chi Suzuki, Yoshio Sasaki, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytica Chimica Acta 504

      ページ: 227-234

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and synthesis of labeling reagents (MS probes) for highly sensitive electrospray ionization mass spectrometry and their application to the detection of carbonyl, alcohol, carboxylic acid and primary amine samples2004

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Noriyuki Tanji, Chikako Ikeda, Aki Honda, Kenji Ookubo, Daniel Citterio, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 20

      ページ: 475-482

    • NAID

      10012721668

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Fluorescent probes for intracellular Mg2+ measurement2004

    • 著者名/発表者名
      Hirokazu Komatsu, Yoshio Suzuki, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Clinical Calcium 14(8)

      ページ: 22-25

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] マグネシウムイオン蛍光分子プローブ2003

    • 著者名/発表者名
      鈴木祥夫, 岡浩太郎, 鈴木孝治
    • 雑誌名

      和光純薬時報 72(3)

      ページ: 2-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Applicatioin of the absorption-based surface plasmon resonance principle to the determination of glucose using an enzyme reaction2003

    • 著者名/発表者名
      Eiji Fujii, Kaori Nakamura, Shin-ichi Sasaki, Daniel Citterio, Kazuyoshi Kurihara, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Instrumentation Science and Technology 31

      ページ: 242-256

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Magnesium fluorescent probe KMG-20AM2003

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Kotaro Oka, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Wako Junyaku Jihou 72(3)

      ページ: 2-5

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Application of the absorption-based surface plasmon resonance principle to the determination of glucose using an enzyme reaction2003

    • 著者名/発表者名
      Eiji Fujii, Kaori Nakamura, Shin-ichi Sasaki, Daniel Citterio, Kazuyoshi Kurihara, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Instrumentation Science and Technology 31

      ページ: 343-356

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and synthesis of Mg^<2+> selective fluoroionophores based on coumarin derivative and application for the Mg^<2+> measurement in a living cell2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Hirokazu Komatsu, Takafumi Ikeda, Naohiko Saito, Sawa Araki, Daniel Citterio, Hideaki Hisamoto, Yoshiichiro Kitamura, Takeshi Kubota. Jun Nakagawa, Kotaro Oka, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 74

      ページ: 1423-1428

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and application of navel fluorescent indicators of Mg2+ based on coumarin derivative2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Naohiko Saito, Hirokazu Komatsu, Daniel Citterio, Yoshiichiro Kitamura, Takeshi Kubota, Kotaro Oka, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 17

      ページ: 11451-11454

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and synthesis of Mg2+ selective fluoroionophores based on coumarin derivative and application for the Mg2+ measurement in a living cell2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Hirokazu Komatsu, Takafumi Ikeda, Naohiko Saito, Sawa Araki, Daniel Citterio, Hideaki Hisamoto, Yoshiichiro Kitamura, Takeshi Kubota, Jun Nakagawa, Kotaro Oka, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry 74

      ページ: 1423-1428

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and application of novel fluorescent indicators of Mg2+ based on coumarin derivative2002

    • 著者名/発表者名
      Yoshio Suzuki, Naohiko Saito, Hirokazu Komatsu, Daniel Citterio, Yoshiichiro Kitamura, Takeshi Kubota, Kotaro Oka, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Analytical Sciences 17

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly sodium-selective fluoroionophore based on conformational restriction of oligoethylenegycol-bridged birary boron-dipyrromethene

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamada, Yuki Nomura, Daniel Citterio, Naoko Iwasawa, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly sodium-selective fluoroionophore based on conformational restriction of oligoethylenegycol-bridged birary boron-dipyrromethene

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamada, Yuki Nomura, Daniel Citterio, Naoko Iwasawa, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Highly Sodium-Selective Fluoroionophore Based on Conformational Restriction of Oligoethylenegycol-bridged Birary Boron-dipyrromethene

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamada, Yuki Nomura, Daniel Citterio, Naoko Iwasawa, Koji Suzuki
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木祥夫, 岡浩太郎, 鈴木孝治: "マグネシウムイオン蛍光分子プローブ"和光純薬時報. Vol.72 No.3. 2-5 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] E.Fujii, K.Nakamura, S.Sasaki, D.Citterio, K.Kurihara, K.Suzuki: "Application of the absorption-based surface plasmon resonance principle to the determination of glucose using an enzyme reaction"Instrumentation Science & Technology. Vol.31 No.4. 343-356 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.Citterio, M.Omagari, T.Kawada, S.Sasaki, Y.Suzuki, K.Suzuki: "Chromogenic betaine lariates for highly selective calcium ion sensing in aqueous environment"Analytica Chimica Acta. Vol.504 No.2. 227-234 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Suzuki, N.Tanji, C.Ikeda, A.Honda, K.Ookubo, D.Citterio, K.Suzuki: "Design and synthesis of labeling reagents (MS probes) for highly sensitive electrospray ionization mass spectrometry and their application to the detection of carbonyl, alcohol, carboxylic acid and primary amine samples"Analytical Sciences. 印刷中. (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Suzuki, H.Komatsu, T.Ikeda, N.Saito, S.Araki, D.Citterio, H.Hisanioto, Y.Kitamura, T.Kubota, J.Nakagawa, K.Oka, K.Suzuki: "Design and Synthesis of Mg^<2+> Selective Fluoroionophores Based on Coumarin Derivative and Application for the Mg^<2+> in a Living Cell"Analytical Chemistry. Vol.74, No.6. 1423-1428 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Suzuki, N.Saito, H.Komatsu, D.Citterio, T.Kubota, Y.Kitamura, K.Oka, K.Suzuki: "Design and Application of Novel Fluorescent Indicators of Mg^<2+>"Analytical Science. Vol.17. i1451-i1454 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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