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細胞内外で高感度・経時測定可能な過酸化水素イメージングの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K14331
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分37010:生体関連化学
研究機関東京工業大学

研究代表者

伊藤 栄紘  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70707918)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード過酸化水素 / イメージング / リン光色素 / グルコース / カタラーゼ / グルコースオキシダーゼ
研究成果の概要

本申請研究では、リン光性色素を利用した細胞外および細胞内の過酸化水素プローブを開発し、細胞実験への利用を目指した。細胞外過酸化水素プローブとして、カタラーゼを固定化した白金ポルフィリン含有ポリスチレンビーズを開発し、培地中の過酸化水素濃度変化をビーズからの発光量で観察できた。またグルコースオキシダーゼを固定化することで、グルコース濃度も同様に観察できた。細胞内過酸化水素プローブとして、白金ポルフィリン修飾カタラーゼを調製し、過酸化水素濃度応答性を確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本申請研究では、リン光性色素の可逆的な酸素応答性を利用して、酵素反応による酸素の増減を介した新規小分子プローブの開発に取り組んだ。カタラーゼを利用した過酸化水素プローブでは、従来の蛍光性色素プローブでは困難であった過酸化水素の経時的な増減が観察可能となる。さらに、本研究で開発したプローブ技術は、グルコースオキシダーゼを利用することでグルコースプローブとして機能することが明らかとなり、使用する酵素によって様々な低分子プローブとしての応用が示された。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Dendrimer porphyrins as the oxygen sensor for intracellular imaging to suppress interaction towards biological molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Odai Shunsuke、Ito Hidehiro、Kamachi Toshiaki
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 65 号: 3 ページ: 178-184

    • DOI

      10.3164/jcbn.19-13

    • NAID

      130007740678

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [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を用いた細胞内酸素濃度イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      山内 杏里彩、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100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Intracellular oxygen concentration change related to mitochondrial respiratory chain in 3T3-L1 adipocyte2019

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Ito, Kazuma Maeda, Shunsuke Odai, and Toshiaki Kamachi
    • 学会等名
      15th International Symposium on Applied Bioinorganic Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A549細胞における低酸素環境下でのCOX4タンパク質の発現と 細胞内酸素濃度イメージング2019

    • 著者名/発表者名
      吉家 怜央、松崎 真衣、伊藤 栄紘、蒲池 利章
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 寿命イメージング測定を用いた3T3-L1脂肪細胞の脂肪滴と細胞内酸素濃度の 同時観察2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 栄紘、前田 和真、蒲池 利章
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Hydrogen peroxide imaging using polystyrene beads containing platinum porphyrin2019

    • 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 実施状況報告書
  • [産業財産権] リン光性色素分子を内包する 酵素固定化ビーズ2019

    • 発明者名
      伊藤栄紘、蒲池利章
    • 権利者名
      伊藤栄紘、蒲池利章
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-202000
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-02-19  

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