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バイオ素子と脂質分子膜を用いる脳内物質のその場検出法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15350050
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 分析化学
研究機関日本大学

研究代表者

菅原 正雄  日本大学, 文理学部, 教授 (50002176)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
13,300千円 (直接経費: 13,300千円)
2005年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2004年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2003年度: 9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
キーワードその場検出法 / 神経伝達物質 / 電気化学センサー / 化学イメージング / アラキドン酸 / 脂質二分子膜センサー / 生体膜センサー / グルタミン酸 / バイオ素子 / サブスタンスP / カルモジュリン / リポソームイムノアッセイ / キャピラリー酵素センサー / 表面プラズモン共鳴法 / DNA損傷 / リポソーム / 逆行性神経伝達物質 / マウス海馬 / グルタミン酸センサー / ガラスキャピラリーセンサー / マウス脳スライス / 脂質二分子膜 / 酵素膜 / 可視化イメージング / 虚血
研究概要

本研究では、哺乳類大脳において情報伝達の機能を担っている分子,イオンを,脳の機能単位である領野ごとに,"生きた"組織のその場(in situ)で検出する微小センシング法をバイオ素子及び脂質分子膜を用いて創製することを目的とし以下の研究を行った.マウス脳海馬において虚血刺激により放出されるグルタミン酸を検出するガラスキャピラリー酵素センサー及びグルタミン酸フラックスを測定する酵素膜イメージング法を開発した。実際に虚血下のマウス脳海馬スライスでのグルタミン酸のその場検出に応用し、各神経領野から放出されるグルタミン酸量が異なること(CA1,CA3>DGの序列)及び両方法の結果が一致することを示した。また、GABA刺激によって放出されるグルタミン酸をその場で検出するパッチ膜センサーにより、グルタミン酸放出は、DG, CA1>>CA3の序列となり、CA1での放出にはGABA_Aレセプターが関与、CA3ではGABA_Bレセプターが抑制的に関与していることを示した。さらにグルタミン酸刺激により放出されるアラキドン酸を検出するパッチ膜センサーを開発し、各領野から放出されるアラキドン酸量はCA3>CA1【approximately equal】DGであることを明らかにした。また関連した研究として、グラミシジン単一チャンネルを包埋した平面脂質二分子膜(tip-dip法による)では、チャンネル分子とは独立に存在するレセプターが膜界面でリガンド(アナライト)を認識することによって、チャンネルの開閉キネティックスが変調されることを示し、新たなチャンネルセンサーとして提案した。また、膜の安定化にアガロース支持二分子膜が有用なことを示した。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2006 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (28件) 図書 (3件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Detection of GABA-induced Glutamate Release in Acute Mouse Hippocampal Slices with a Patch Sensor2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shimane
    • 雑誌名

      Anal. Biochem. in press

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Detection of GABA-induced Glutamate release in acute mouse hippocampal slices with a patch sensor2006

    • 著者名/発表者名
      M.Shimane, K.Miyagawa, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Biochem. (in press)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Nitrogenous Synergists Induced Potentiometric Response to Metal Ions with Polymeric Liquid Membranes Containing Thenoyltrifluoroacetone as an Ionophore2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Itoh, Y.Ueda, M.Sugawara, M.Kataoka, H.Sato, Y.Umezawa
    • 雑誌名

      Anal. Sci. 22

      ページ: 219-223

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A surface Plasmon Resonance Sensor for Substance P Using Gold-modified Calmodulin and Melittin2005

    • 著者名/発表者名
      T.Karasawa
    • 雑誌名

      Anal. Sci 21

      ページ: 1431-1431

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real Time Monitoring of L-Glutamate Release from Mouse Brain Slices under Ischemia with a Glass Capillary-Based Enzyme Electrode2005

    • 著者名/発表者名
      N.Nakamura
    • 雑誌名

      Anal. Bioanal. Chem. 330

      ページ: 660-660

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real Time Monitoring of L-Glutamate Release from Mouse Brain Slices under Ischemia with a Glass Capillary-Based Enzyme Electrode2005

    • 著者名/発表者名
      N.Nakamura, K.Negishi, A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Bioanal.Chem. 330

      ページ: 660-667

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Design and Application of Planar Bilayer Lipid Membranes Containing Biological Ion Channels for Chemical Sensing2005

    • 著者名/発表者名
      M.Sugawara, A.Hirano
    • 雑誌名

      Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes, Chapter 8 (Eds.H.T.Tien and A.Ottova)(Elsevier) Vol.1

      ページ: 221-245

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Real Time Monitoring of L-Glutamate Release from Mouse Brain Slices under Ischemia with a Glass Capillary-Based Enzyme Electrode2005

    • 著者名/発表者名
      N.Nakamura, K.Negishi, A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal. Bioanal. Chem. 330

      ページ: 660-667

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] A surface Plasmon Resonance Sensor for Substance P Using Gold-modified Calmodulin and Melittin2005

    • 著者名/発表者名
      T.Karasawa, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal. Sci. 21

      ページ: 1431-1436

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] An Excised Patch Membrane Sensor for Arachidonic Acid Released in Mouse Hippocampal Slices under Stimulation of L-glutamate2004

    • 著者名/発表者名
      H.Saitoh
    • 雑誌名

      Anal. Biochem. 329

      ページ: 163-163

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Single-Channel Recordings of Gramicidin at Agarose-Supported Bilayer Lipid Membranes Formed by the Tip-Dip and Painting Methods2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuno
    • 雑誌名

      Anal. Sci. 20 1217

      ページ: 1217-1217

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 毛管作用に基づく超微小ガラスキャピラリーセンサーの開発と哺乳類大脳内のグルタミン酸濃度測定への応用2004

    • 著者名/発表者名
      平野愛弓
    • 雑誌名

      ぶんせき

      ページ: 652-652

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Excised Patch Membrane Sensor for Arachidonic Acid Released in Mouse Hippocampal Slices under Stimulation of L-glutamate.2004

    • 著者名/発表者名
      H.Saitoh, Y.Namatame, A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Biochem. 329

      ページ: 163-172

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Single-Channel Recordings of Gramicidin at Agarose-Supported Bilayer Lipid Membranes Formed by the Tip-Dip and Painting Methods2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuno, C.Osono, A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 20

      ページ: 1217-1221

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] (2005): A surface Plasmon Resonance Sensor for Substance P Using Gold-modified Calmodulin and Melittin2004

    • 著者名/発表者名
      T.Karasawa, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 21

      ページ: 1431-1436

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Development of an ultramicro glass capillary sensor and its application to detection of L-glutamate in brain (in Japanese)2004

    • 著者名/発表者名
      A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      BUNSEKI

      ページ: 652-654

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] An Excised Patch Membrane Sensor for Arachidonic Acid Released in Mouse Hippocampal Slices under Stimulation of L-glutamate2004

    • 著者名/発表者名
      H.Saitoh, Y.Namatame, A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Biochem. 329

      ページ: 163-172

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Dot-Blot Method for Fluorometric Detection of Apurinic Sites in DNA Using an Avidin-Coated Glass Plate2004

    • 著者名/発表者名
      H.Yanagisawa, A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Biochem. 332

      ページ: 358-367

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Single-Channel Recordings of Gramicidin at Agarose-Suppted or Bilayer Lipid Membranes Formed by the Tip-Dip and Painting Methods2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Matsuno, C.Osono, A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 20

      ページ: 1217-1221

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 毛管作用に基づく超微小ガラスキャピラリーセンサーの開発と哺乳類大脳内のグルタミン酸濃度測定への応用2004

    • 著者名/発表者名
      平野愛弓, 菅原正雄
    • 雑誌名

      ぶんせき

      ページ: 652-654

    • NAID

      10013771313

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Imaging of L-Glutamate Fluxes in Mouse Brain Slices Based on an Enzyme-Based Membrane Combined with a Differential-Image Analysis2003

    • 著者名/発表者名
      A.Hirano
    • 雑誌名

      Anal. Chem. 75

      ページ: 3775-3775

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Single-Channel Sensor Based on Gramicidin Controlled by Molecular Recognition at Bilayer Lipid Membranes Containing Receptor2003

    • 著者名/発表者名
      A.Hirano
    • 雑誌名

      Biosensors & Bioelectronics 18

      ページ: 973-973

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Arachidonic Acid-Induced Channel and Carrier-Type Ion transport across Planar Bilayer Lipid Membranes2003

    • 著者名/発表者名
      A.Hirano
    • 雑誌名

      Anal. Sci. 19

      ページ: 191-191

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Glass Capillary Microelectrode Based on Capillarity and Its Application to Detection of L-glutamate Release from Mouse Brain Slices2003

    • 著者名/発表者名
      K.Nakajima
    • 雑誌名

      Anal. Sci. 19

      ページ: 55-55

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Imaging of L-Glutamate Fluxes in Mouse Brain Slices Based on an Enzyme-Based Membrane Combined with a Differential-Image Analysis2003

    • 著者名/発表者名
      A.Hirano, N.Moridera, M.Akashi M.Saito, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Chem. 75

      ページ: 3775-3783

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Single-Channel Sensor Based on Gramicidin Controlled by Molecular Recognition at Bilayer Lipid Membranes Containing Receptor2003

    • 著者名/発表者名
      A.Hirano, M.Wakabayashi, Y.Matsuno, M.Sugawara
    • 雑誌名

      sBiosensors & Bioelectronics 18

      ページ: 973-983

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Arachidonic Acid-Induced Channel and Carrier-Type Ion transport across Planar Bilayer Lipid Membranes2003

    • 著者名/発表者名
      A.Hirano, Y.Namatame, E.Wakaizumi, Y.Matsuno, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 19

      ページ: 191-197

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] A Glass Capillary Microelectrode Based on Capillarity and Its Application to Detection of L-glutamate Release from Mouse Brain Slices2003

    • 著者名/発表者名
      K.Nakajima, T.Yamagiwa, A.Hirano, M.Sugawara
    • 雑誌名

      Anal.Sci. 19

      ページ: 55-60

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes (分担執筆)2005

    • 著者名/発表者名
      M.Sugawara
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Elsevier
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [図書] Planar Lipid Bilayers and Liposomes(分担執筆)、 Vol.1 ed. by Tien and Ottova2005

    • 著者名/発表者名
      M.Sugawara, A.Hirano
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] Advances in Planar Lipid Bilayers and Liposomes-Recent Progress-2003/4,Eds.H.T.Tien and A.Ottova2005

    • 著者名/発表者名
      M.Sugawara, A.Hirano
    • 出版者
      Elsevier(In press)
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakajima: "A Glass Capillary Microelectrode Based on Capillarity and Its Application to Detection of L-glutamate Release from Mouse Brain Slices"Anal.Sci.. 19. 55-60 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano: "Arachidonic Acid-Induced Channel and Carrier-Type Ion transport across Planar Bilayer Lipid Membranes"Anal.Sci.. 19. 191-197 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano: "A Single-Channel Sensor Based on Gramicidin Controlled by Molecular Recognition at Bilayer Lipid Membranes Containing Receptor"Biosensors & Bioelectronics. 18. 973-983 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] A.Hirano: "Imaging of L-Glutamate Fluxes in Mouse Brain Slices Based on an Enzyme-Based Membrane Combined with a Differential-Image Analysis"Anal.Chem.. 75. 3775-3783 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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