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凝集誘起発光イメージングで「観る」プリオンタンパク質オリゴマーの形成・伝播機構

研究課題

研究課題/領域番号 17K07315
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 構造生物化学
研究機関千葉工業大学

研究代表者

山本 典史  千葉工業大学, 工学部, 教授 (30452163)

研究分担者 島崎 俊明  千葉工業大学, 工学部, 准教授 (10452476)
鎌足 雄司  岐阜大学, 高等研究院, 助教 (70342772)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードプリオン病 / 凝集誘起発光 / タンパク質 / アミロイド / 蛍光イメージング / プリオンタンパク質 / 蛍光プローブ / 分子イメージング / 分子シミュレーション / イメージング / アルツハイマー病 / シミュレーション / 蛋白質 / 生物物理 / 化学物理 / 脳神経疾患
研究成果の概要

本研究では、プリオンタンパク質オリゴマーの動態を生細胞内で「観る」ために、抗プリオン化合物と凝集誘起発光色素を融合した新しい蛍光プローブを開発した。開発した蛍光プローブとプリオンオリゴマーが相互作用することで蛍光強度が増加することを確認し、凝集誘起発光イメージングの基礎を確立することに成功した。さらに、新たな蛍光プローブの開発に向けて、テトラフェニルエチレンおよびシアノスチルベン誘導体で観測される凝集誘起発光過程の理論的な解析に取り組み、その分子機構を明らかにした。これらの成果は、プリオン病に代表される「タンパク質の異常凝集」に起因する疾病の診断・治療法開発に貢献するものと期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、抗プリオン化合物に凝集誘起発光特性を付与するという着想を出発点として、これまで観測できなかったPrPオリゴマーを検出する新しい方法論を提案し、プリオン病研究の突破口を切り拓くことで、その診断・治療法開発への貢献が期待できる。プリオン病のみならず、アルツハイマー病においても、アミロイドβオリゴマーが重要な役割を果たすことが明らかになりつつある 。本研究で提案するタンパク質凝集体のイメージング技術をPrP以外のタンパク質に応用することで、有症率の高いアミロイドーシスについても診断・治療法確立を実現する新たな道筋を切り拓くことが可能性となり、保健医療福祉分野への大きな波及効果が期待できる。

報告書

(7件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Janus-Type AIE Fluorophores: Synthesis and Properties of π-Extended Coumarin-Bearing Triskelions2022

    • 著者名/発表者名
      Ueda Masafumi、Kokubun Mirai、Yanagi Nao、Yamamoto Norifumi、Mazaki Yasuhiro
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 27 号: 21 ページ: 7450-7450

    • DOI

      10.3390/molecules27217450

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Free energy profile analysis to identify factors activating the aggregation-induced emission of a cyanostilbene derivative2021

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 23 号: 2 ページ: 1317-1324

    • DOI

      10.1039/d0cp04246c

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Free Energy Profile Analysis for the Aggregation-Induced Emission of Diphenyldibenzofulvene2020

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry A

      巻: - 号: 24 ページ: 4939-4945

    • DOI

      10.1021/acs.jpca.0c03240

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanisms of Aggregation-Induced Emission and Photo/Thermal E/Z Isomerization of a Cyanostilbene Derivative: Theoretical Insights2018

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 122 号: 23 ページ: 12434-12440

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b02147

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Theoretical Insights into the Mechanism of Aggregation-Induced Emission2022

    • 著者名/発表者名
      山本 典史
    • 学会等名
      化学系学協会東北大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 三脚巴状分子の凝集誘起発光過程に関する自由エネルギープロファイル解析2022

    • 著者名/発表者名
      柳 南帆, 上田 将史, 山本 典史
    • 学会等名
      第16回 分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 三脚巴状分子の螺旋反転過程に関する自由エネルギープロファイル解析2022

    • 著者名/発表者名
      大場 勇希, 上田 将史, 山本 典史
    • 学会等名
      第16回 分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 凝集誘起発光過程の自由エネルギープロファイル解析2022

    • 著者名/発表者名
      山本 典史
    • 学会等名
      IQCE 量子化学探索講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] テトラフェニルエチレンの凝集誘起発光過程に関する自由エネルギープロファイル解析2022

    • 著者名/発表者名
      酒井 祐輔, 山本 典史
    • 学会等名
      第16回 分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] クマリンを有する三脚巴状分子の凝集誘起発光についての理論的研究2021

    • 著者名/発表者名
      柳 南帆, 山本 典史
    • 学会等名
      第15回 分子科学討論会, オンライン, ポスター発表, 2P086
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 三脚巴状分子の凝集誘起発光メカニズムについての理論的研究2021

    • 著者名/発表者名
      柳 南帆, 山本 典史
    • 学会等名
      日本コンピュータ化学会 2021年 秋季大会, オンライン, ポスター発表, 1P12
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Theoretical insights into the mechanisms of aggregation-induced emission of a cyanostilbene derivative2021

    • 著者名/発表者名
      山本 典史
    • 学会等名
      Pacifichem 2021, オンライン, 口頭発表
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical insights into the mechanisms of aggregation-induced emission (AIE) of a cyanostilbene derivative2019

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 学会等名
      American Chemical Society National Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Insights into the Mechanisms of Aggregation-Induced Emission of Tetraphenylethylene2019

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 学会等名
      American Physical Society March Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Insights into the Mechanisms of Aggregation-Induced Emission of a Cyanostilbene Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 学会等名
      American Chemical Society National Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Theoretical Insights into Aggregation-Induced Emission of a Cyanostilbene Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 学会等名
      International Conference of Computational Methods in Science and Engineering (ICCMSE)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Theoretical Study on the Aggregation Induced Emission of a Syanostilbene Derivative2018

    • 著者名/発表者名
      Norifumi Yamamoto
    • 学会等名
      日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シアノスチルベン誘導体の凝集誘起発光についての理論的研究2017

    • 著者名/発表者名
      山本典史
    • 学会等名
      分子科学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子シミュレーションを用いたプリオン形成中間体の解析:プリオン病感染機構の解明を目指して2017

    • 著者名/発表者名
      山本典史
    • 学会等名
      情報計算化学生物(CBI)学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2024-01-30  

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