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副腎疾患病態解明に資する特異的ステロイド代謝イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18J20250
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関大阪大学

研究代表者

竹尾 映美  大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2020年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2019年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード質量分析イメージング / 代謝 / 酵素 / 組織化学 / イメージング質量分析 / ステロイドホルモン / 誘導体化 / 副腎
研究実績の概要

本研究では当初,原発性アルドステロン症におけるアルドステロン産生酵素の変異・過剰発現に伴うステロイド代謝経路の異常を明らかにすべく,ステロイド代謝経路全体の各ステロイドをイメージング質量分析により定量的に可視化することを計画していた。しかしながら,検討段階において定量を行うことが難しいと判断したため,代謝の流れ自体の異常を明らかにすることができる方法の開発に予定を変更した。代謝の流れを可視化するため,代謝物そのものではなく代謝に関わる酵素が「どこで」「どのように」働くかを可視化することを考えた。これを達成するため,質量分析イメージングを用いた酵素活性の可視化,すなわち酵素組織化学手法の開発に着手した。
令和2年度は,まず,令和1年度に引き続きコリンエステラーゼ(ChE)活性の可視化を試みた。酵素組織化学では組織切片に基質を供給し,組織内酵素反応を経て生成物を何らかの方法で可視化を行うが,ChEではアセチルコリン・コリン共に組織内に大量に存在することが問題となった。そこで,重水素標識されたアセチルコリン-d9を供給し,さらに組織内でのイオン化効率の補正を行う補正式の導入を行い,従来の酵素組織化学では困難な半定量的なChE活性の可視化に成功した。手法をマウス脳やキイロショウジョウバエの組織切片に適用して得られた結果を投稿論文としてまとめ,8月にはAnalytical Chemistry誌に採択された。
また,開発した手法を拡張してステロイド産生酵素活性の可視化に近づくために,従来の呈色反応に基づく酵素組織化学では困難であった転移酵素の活性可視化にも取り組んだ。上記でアセチルコリン分解反応を達成していたため,逆反応すなわちアセチルコリンの合成を担うコリンアセチルトランスフェラーゼ(ChAT)を対象とした。本結果を含む投稿論文は現在論文投稿中である。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Mass Spectrometric Enzyme Histochemistry Method Developed for Visualizing In Situ Cholinesterase Activity in Mus musculus and Drosophila melanogaster2020

    • 著者名/発表者名
      Takeo Emi、Fukusaki Eiichiro、Shimma Shuichi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 92 号: 18 ページ: 12379-12386

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c02106

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging Isomers on a Biological Surface: A Review2019

    • 著者名/発表者名
      Claes Britt S. R.、Takeo Emi、Fukusaki Eiichiro、Shimma Shuichi、Heeren Ron M. A.
    • 雑誌名

      Mass Spectrometry

      巻: 8 号: 1 ページ: A0078-A0078

    • DOI

      10.5702/massspectrometry.A0078

    • NAID

      130007777417

    • ISSN
      2186-5116, 2187-137X
    • 年月日
      2019-12-27
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tandem Mass Spectrometry Imaging Reveals Distinct Accumulation Patterns of Steroid Structural Isomers in Human Adrenal Glands2019

    • 著者名/発表者名
      Takeo Emi, Sugiura Yuki, Uemura Tatsuki, Nishimoto Koshiro, Yasuda Masanori, Sugiyama Eiji, Ohtsuki Sumio, Higashi Tatsuya, Nishikawa Tetsuo, Suematsu Makoto, Fukusaki Eiichiro, Shimma Shuichi
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 91 号: 14 ページ: 8918-8925

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b00619

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Aldosterone and 18-oxocortisol coaccumulation in aldosterone-producing lesions2018

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Yuki, Takeo Emi, Shimma Shuichi, Yokota Mai, Higashi Tatsuya, Seki Tsugio, Mizuno Yosuke, Oya Mototsugu Kosaka Takeo, Omura Masao, Nishikawa Tetsuo, Suematsu Makoto, Nishimoto Koshiro
    • 雑誌名

      Hypertension

      巻: 72 号: 6 ページ: 1345-1354

    • DOI

      10.1161/hypertensionaha.118.11243

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A mass spectrometric enzyme histochemistry method developed for visualizing in situ cholinesterase activity in Mus musculus and Drosophila melanogaster2020

    • 著者名/発表者名
      竹尾 映美、福崎 英一郎、新間 秀一
    • 学会等名
      24 hour International Mass Spectrometry Imaging Virtual Event
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In situ enzyme-activity visualization by mass spectrometry imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Emi TAKEO、Eiichiro FUKUSAKI、Shuichi SHIMMA
    • 学会等名
      8th Asia-Oceania Mass Spectrometry Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 質量イメージングによる組織内酵素活性可視化法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      竹尾 映美、福崎 英一郎、新間 秀一
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Tandem Mass Spectrometry Imaging Reveals Distinct Accumulation Patterns of Steroid Structural Isomers in Human Adrenal Glands.2019

    • 著者名/発表者名
      Emi TAKEO、Yuki SUGIUR、Koshiro NISHIMOTO、Eiichiro FUKUSAKI、Shuichi SHIMMA
    • 学会等名
      13th Mass Spectrometry School in Biotechnology and Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Isomer separation visualization to reveal aldosterone specific distribution2018

    • 著者名/発表者名
      Shuichi Shimma, Emi Takao, Yuki Sugiura, Koshiro Nishimoto, Eiichiro Fukusaki
    • 学会等名
      Metabolomics 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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