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細胞内酸素濃度のダイナミックイメージング

研究課題

研究課題/領域番号 15H03003
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 生体医工学・生体材料学
研究機関東京工業大学

研究代表者

蒲池 利章  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30272694)

研究分担者 伊藤 栄紘  東京工業大学, 生命理工学院, 特任助教 (70707918)
田畠 健治  第一薬科大学, 薬学部, 准教授 (80312263)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2016年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワード細胞イメージング / りん光プローブ / 活性酸素 / 酸素イメージング / 細胞 / 脂肪細胞 / 低酸素 / がん細胞 / Hypoxia / 1細胞 / 酸素ダイナミクス
研究成果の概要

1細胞レベルの脂肪代謝機構の解明を目指し、脂肪細胞における酸素動態を明らかにした。3T3-L1の脂肪細胞への分化によって、前駆脂肪細胞と比べて、細胞内酸素濃度は低下することが明らかとなった。脂肪細胞を用いて、脂肪滴と酸素濃度の同時イメージングを行うことで、脂肪分解における活性酸素の影響を明らかにした。
また、細胞の酸素消費に低酸素ストレスが与える影響を明らかにするため、低酸素環境下における細胞の酸素消費の動的変化を観測し、低酸素ストレスにより、活性酸素消去系が更新することが分かった。ミトコンドリアの酸素消費変化は、急性的低酸素ストレスにより抑制されることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請研究では、既設の酸素濃度イメージング共焦点光学顕微鏡を用いて、細胞内酸素濃度のダイナミクスを明らかにすることを目的とする。一細胞内の酸素濃度のダイナミックスを測定することにより、これまで未開拓であった細胞内酸素濃度イメージングによる様々な細胞機能・生命現象の追跡を行った。本申請研究では、特に、外部刺激による酸素ダイナミクス測定を通して、様々な疾病、癌の難治療性などの現象の解明につながる研究が遂行できた。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 8件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Methane Hydroxylation with Water as an Electron Donor under Light Irradiation in the Presence of Reconstituted Membranes Containing both Photosystem?II and a Methane Monooxygenase2018

    • 著者名/発表者名
      Ito Hidehiro、Kondo Ryuichi、Yoshimori Kosei、Kamachi Toshiaki
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 19 号: 20 ページ: 2152-2155

    • DOI

      10.1002/cbic.201800324

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Specific interaction between redox phospholipid polymers and plastoquinone in photosynthetic electron transport chain2017

    • 著者名/発表者名
      Kenya Tanaka, Masahiro Kaneko, Masahito Ishikawa, Souichiro Kato, Hidehiro Ito, Toshiaki Kamachi, Kazuhide Kamiya, Shuji Nakanishi
    • 雑誌名

      ChemPhysChem

      巻: 18 号: 8 ページ: 878-881

    • DOI

      10.1002/cphc.201700065

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bactericidal Action of Photo-Irradiated Aqueous Extracts from the Residue of Crushed Grapes from Winemaking2016

    • 著者名/発表者名
      Tsukada, M., Sheng, H., Tada, M., Mokudai, T., Oizumi, S., Kamachi, T. & Niwano, Y.
    • 雑誌名

      Biocontrol Science

      巻: 21 号: 2 ページ: 113-121

    • DOI

      10.4265/bio.21.113

    • NAID

      130005160454

    • ISSN
      1342-4815, 1884-0205
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microbicidal action of photoirradiated aqueous extracts from wine lees2016

    • 著者名/発表者名
      Tsukada, M., Sheng, H., Kamachi, T. & Niwano, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Food Science and Technology

      巻: 1 号: 7 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1007/s13197-016-2273-1

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Prooxidative Potential of Photo-Irradiated Aqueous Extracts of Grape Pomace, a Recyclable Resource from Winemaking Process2016

    • 著者名/発表者名
      Tsukada, M., Nakashima, T., Kamachi, T. & Niwano
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 11 号: 6 ページ: e0158197-e0158197

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0158197

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-catalyzed one-step synthesis of ammonia from atmospheric air and water2016

    • 著者名/発表者名
      Haruyama, T., Namise, T., Shimoshimizu, N., Uemura, S., Takatsuji, Y., Hino, M., Yamasaki, R., Kamachi, T. & Kohno, M
    • 雑誌名

      Green Chemistry

      巻: 18 号: 16 ページ: 4536-4541

    • DOI

      10.1039/c6gc01560c

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High resolution imaging of intracellular oxygen concentration by phosphorescence lifetime2015

    • 著者名/発表者名
      Kurokawa H, Ito H, Inoue M, Tabata K, Sato Y, Yamagata K, Kizaka-Kondoh S, Kadonosono T, Yano S, Kamachi T.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 5 号: 1 ページ: 10657-10657

    • DOI

      10.1038/srep10657

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 光化学系II再構成メタンモノオキシゲナーゼ膜画分を用いたメタン酸化反応2018

    • 著者名/発表者名
      近藤 龍一・森 史也・伊藤 栄紘・蒲池 利章
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内酸素イメージングのための白金ポルフィリン修飾メソポーラスシリカナノ粒子の調製2018

    • 著者名/発表者名
      尾台俊亮・伊藤栄紘・岡本昌樹・蒲池利章
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] INTRACELLULAR OXYGEN CONCENTRATION IMAGING USING MESOPOROUS SILICA NANOPARTICLES MODIFIED PLATINUM-PORPHYRIN2018

    • 著者名/発表者名
      ODAI, Shunsuke; Ito, Hidehiro; Kamachi, Toshiaki
    • 学会等名
      AsBIC9
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PHOTOINDUCED METHANE HYDROXYLATION USING PHOTOSYSTEM II RECONSTITUTED MEMBRANES CONTAINING PARTICULATE METHANE MONOOXYGENASE2018

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro ITO, Ryuichi KONDO, Kosei YOSHIMORI, Fumiya MORI, Toshiaki KAMACHI
    • 学会等名
      AsBIC9
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hydrogen peroxide imaging using polystyrene beads containing platinum porphyrin2018

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Ito, Shunsuke Odai, Toshiaki Kamachi
    • 学会等名
      日本化学会第99春期年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] T3-L1細胞における脂肪滴と細胞内酸素濃度の同時イメージング2018

    • 著者名/発表者名
      前田 和真・尾台 俊亮・伊藤栄紘・蒲池 利章
    • 学会等名
      日本化学会第98春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 白金ポルフィリン修飾メソポーラスシリカナノ粒子の調製と 細胞内酸素濃度イメージングへの利用2018

    • 著者名/発表者名
      尾台俊亮・伊藤栄紘・岡本昌樹・蒲池利章
    • 学会等名
      日本化学会第98春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内小器官における酸素消費の低酸素応答2017

    • 著者名/発表者名
      松崎真衣、小林友輝斗、伊藤栄紘、蒲池利章
    • 学会等名
      日本化学会第97春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [学会発表] 細胞周期に依存した細胞内酸素濃度変化2017

    • 著者名/発表者名
      小林友輝斗、黒川宏美、伊藤栄紘、井上正宏、蒲池利章
    • 学会等名
      日本化学会第97春期年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [学会発表] Thermosynechococcus elongatus BP-1由来PSIIを利用したメタンモノオキシゲナーゼによる光駆動プロピレン酸化2017

    • 著者名/発表者名
      近藤龍一、森史也、伊藤栄紘、蒲池利章
    • 学会等名
      第16回 微生物研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Measurement of Oxygen Concentration Dynamics Inside a Single Cell by PLIM2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Kamachi and Hidehiro Ito
    • 学会等名
      14th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PHOSPHORESCENCE LIFETIME MEASUREMENT FOR O2 CONCENTRATION IMAGING INSIDE A SINGLE CELL2017

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Kamachi、 Mai Matsuzaki、Hidehiro Ito
    • 学会等名
      The Ninth JSME-KSME Thermal and Fluids Engineering Conference (TFEC9)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxygen Concentration Imaging Inside a Single Cell by PLIM2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Kamachi, Hiromi Kurokawa, Hidehiro Ito
    • 学会等名
      8th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 発表場所
      New Zealand
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リン光寿命イメージング測定を用いた外部刺激による細胞内酸素濃度変化観察2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤栄紘、黒川宏美、小林友輝斗、松崎真衣、前田和真、佐藤叔史、井上正宏、蒲池利章
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ワイン製造残渣水抽出物への光照射による殺菌活性と活性酸素生成2016

    • 著者名/発表者名
      多田美香 ,塚田愛,蒲池利章,庭野吉己
    • 学会等名
      第69回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-08-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 白金ポルフィリンデンドリマーの合成と細胞内酸素濃度イメージング2016

    • 著者名/発表者名
      尾台俊亮、松崎真衣、八馬彬、伊藤栄紘、蒲池利章
    • 学会等名
      日本化学会第96春期年会
    • 発表場所
      同志社
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Oxygen Concentration Imaging Inside a Single Cell by PLIM2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Kamachi, Hiromi Kurokawa, Hidehiro Ito
    • 学会等名
      12th Advanced Imaging Methods Workshop
    • 発表場所
      Berkeley, USA
    • 年月日
      2016-02-04
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phosphorescence lifetime measurement for oxygen concentration imaging inside a single cel2015

    • 著者名/発表者名
      Kamachi, Toshiaki
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015
    • 発表場所
      Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リン光寿命イメージングによる1細胞内酸素濃度イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      蒲池利章
    • 学会等名
      Biochemical and Molecular Biology2015
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Phosphorescence lifetime measurement for oxygen concentration imaging of cell2015

    • 著者名/発表者名
      Kamachi, Toshiaki
    • 学会等名
      5th Japanese-German Joint Seminar
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      2015-09-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] リン光寿命測定を利用した酸素濃度イメージングによる細胞内低酸素領域の解明2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤栄紘、黒川宏美、小林友輝斗、田畠健治、矢野重信、井上正宏、蒲池 利章
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2021-01-27  

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