生体酸化ストレスの簡便・非破壊的化学発光イメージング技術の開発

• 研究課題/領域番号: 19K05542
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分34020:分析化学関連
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 寺西 克倫 三重大学, 生物資源学研究科, 教授 (20237001)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2021年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 発光 / 活性酸素 / 分析 / 酸化ストレス / 化学発光

研究開始時の研究の概要

生体の炎症や腫瘍は、活性酸素のバランスが産生側に過度に偏る酸化ストレスが原因の一つである。また、生体内では、喫煙、光刺激、薬物摂取などの多様な作用によって酸化ストレスの増大が生じ、疾病の原因にもなっている。本課題研究では、“生体の酸化ストレスの簡便・高精度・非破壊的リアルタイムモニタリング”の革新的技術の開発を行う。本課題研究のステージ1では、生体から効率的に透過する近赤外光を発する化学発光プローブの開発を行う。ステージ2では、試作した化学発光プローブのin vitroにおける評価試験を行う。最終ステージでは、in vivoでの評価試験を行う。

研究成果の概要

本研究は、生体組織における酸化ストレスを非破壊的にリアルタイムで解析する技術の開発を目的とした。
酸化ストレスの上流で産生されるスーパーオキサイドアニオンと化学反応し、生体での光透過性に優れた近赤外光を放出する化学発光プローブを開発し、ラットにおける皮膚炎、関節炎、急性腎臓障害における患部組織でのスーパーオキサイドアニオンをリアルタイムでin vivoイメージングし、スパーオキシドアニオンのin vivo挙動を解析・評価することに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体における酸化ストレスは、炎症、癌、老化等を誘起する一要因とされている。酸化ストレスは、特定の薬剤の摂取によっても生じることが示されている。しかし、酸化ストレスを生きた組織でリアルタイムに解析できる技術は少なく、多くは酸化ストレスによって生じた生体内成分の分解物の分析に依存している。酸化ストレスのリアルタイムでのin vivo解析が可能となれば、酸化ストレスの挙動に関する詳細な時空間的な理解が可能となる。本研究はこのような現状において酸化ストレスのリアルタイムでのIn vivo解析を可能とする技術の開発とその技術の多様な適用を示し、生化学分野及び医療分野に貢献するものである。