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アルキンタギングによる脳の病態生理学解明の新たなツールの開発と応用

研究課題

研究課題/領域番号 20H02881
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

塗谷 睦生  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (60453544)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードアルキンタグ / 脳 / プローブ / 生理活性物質
研究開始時の研究の概要

脳の中の細胞間の情報伝達は、私たちの脳、そして精神機能を支えています。そしてその不調は様々な脳・精神に関する疾患の原因となると考えられます。しかし、これらの情報伝達は、技術的な制約から、見ること、そしてそれにより解析することが困難でした。本研究は、このような情報伝達とその変化を、化学と生物学の融合であるケミカルバイオロジーの新たな手法を駆使することで可視化し、脳・精神機能の健康と病気の理解を深めることを目指します。

研究成果の概要

脳の中の細胞間の情報伝達は、私たちの脳、そして精神機能を支えています。そしてその不調は様々な脳・精神に関する疾患の原因となると考えられます。しかし、これらの情報伝達は、技術的な制約から、見ること、そしてそれにより解析することが困難でした。本研究では、化学と生物学の融合であるケミカルバイオロジーの新たな標識法を用い、このような情報伝達を担う物質を可視化する新たな手法の開発に成功しました。そしてこれを用いることで、脳内においてこれらの分子が作用する場所などについて新たな知見を得ることに成功しました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の意義は、手法の開発とその応用の両面にある。まず、手法の面では、これまで重要性が理解されながら可視化解析ができなかったサイズの小さな生理活性物質の可視化を実現するアルキンタグという新たな簡便な手法を提供した。これにより、今後の生理活性物質の研究の発展に貢献することができると期待される。次に、開発に成功したドーパミンとオキシトシンの可視化ツールについては、それを利用することで脳内での作用に関しての新たな生物学的知見をもたらすのみならず、今後、薬剤の開発などに広く応用できるツールを提供することとなった。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 8件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 総説 オキシトシン可視化手法の開発と動態解析-オキシトシンの「見える化」とそこから見えてきたこと2023

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 75 号: 8 ページ: 957-963

    • DOI

      10.11477/mf.1416202450

    • ISSN
      1344-8129, 1881-6096
    • 年月日
      2023-08-01
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Stimulated Raman scattering microscopy reveals a unique and steady nature of brain water dynamics2023

    • 著者名/発表者名
      Takanori Shinotsuka, Tsuyoshi Miyazawa, Keiko Karasawa, Yasuyuki Ozeki, Masato Yasui, Mutsuo Nuriya
    • 雑誌名

      Cell Reports Methods

      巻: 3 号: 7 ページ: 100519-100519

    • DOI

      10.1016/j.crmeth.2023.100519

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 愛情の可視化へ:オキシトシンの脳内分布や動きを明かす2023

    • 著者名/発表者名
      中村花穂、塗谷睦生
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 626 ページ: 42-46

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] Protocol to image deuterated propofol in living rat neurons using multimodal stimulated Raman scattering microscopy2023

    • 著者名/発表者名
      Zhong W, Oda R, Ozeki Y, Yasui M, Nuriya M
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 4(2) 号: 2 ページ: 102221-102221

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2023.102221

    • 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] 非線形光学顕微鏡による生細胞イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 63 号: 1 ページ: 33-37

    • DOI

      10.2142/biophys.63.33

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非線形光学顕微鏡の脳科学研究への応用2023

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 雑誌名

      フォトニクスニュース

      巻: 8(3) ページ: 131-135

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing the spatiotemporal dynamics of oxytocin in brain tissue using a simple peptide alkyne-tagging approach2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura K, Karasawa K, Yasui M, Nuriya M
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 94(35) 号: 35 ページ: 11990-11998

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.2c00452

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 見たいものを見える化する非線形ラマン散乱顕微鏡の薬理学研究への応用2022

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 雑誌名

      日本薬理学雑誌

      巻: 157 号: 5 ページ: 371-375

    • DOI

      10.1254/fpj.22060

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ラマン散乱を用いた細胞水イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 雑誌名

      月刊「細胞」

      巻: 54(13) ページ: 8-11

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Direct visualization of general anesthetic propofol on neurons by stimulated Raman scattering microscopy2022

    • 著者名/発表者名
      Robert Oda, Jingwen Shou, Wenying Zhong, Yasuyuki Ozeki, Masato Yasui, Mutsuo Nuriya
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25(3) 号: 3 ページ: 103936-103936

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.103936

    • 関連する報告書
      2021 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] Alkyne-Tagged Dopamines as Versatile Analogue Probes for Dopaminergic System Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Mutsuo Nuriya, Yosuke Ashikari, Takanori Iino, Takuya Asai, Jingwen Shou, Keiko Karasawa, Kaho Nakamura, Yasuyuki Ozeki, Yukari Fujimoto, Masato Yasui
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 93(27) 号: 27 ページ: 9345-9355

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.0c05403

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Differentially regulated pools of aquaporin-4 (AQP4) proteins in the cerebral cortex revealed by biochemical fractionation analyses2021

    • 著者名/発表者名
      Julia Ramadhanti, Tomoko Yamada, Masato Yasui, Mutsuo Nuriya
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 146(1) 号: 1 ページ: 58-64

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2021.03.003

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 非線形光学と非蛍光標識を用いた生理活性物質の可視化解析2023

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      東京大学IRCN光学セミナー
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形光学顕微鏡を用いた細胞・組織内分子動態の解析2022

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      超高速光エレクトロニクス研究会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチモダル多光子顕微鏡を用いた生理活性物質の可視化解析2022

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      2021年度日本分光学会生細胞分光部会研究会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微視的薬物動態の解析手段としての非線形光学顕微鏡2022

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形光学イメージングの生命科学研究への応用2022

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      第42回レーザー学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳組織内オキシトシンの動態解析を実現する新規プローブの開発と応用2021

    • 著者名/発表者名
      中村花穂、塗谷睦生
    • 学会等名
      第145回日本薬理学会関東部会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規プローブの開発と応用による低分子量生体分子の可視化解析2021

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      第30回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アルキンタグを用いた低分子量生理活性物質の新たな可視化法の開発と応用2021

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      4大学医工連携セミナー ~光×超音波×近赤外蛍光による医工連携イメージングと健康長寿への道~
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-speed super-multiplex imaging of brain tissue2021

    • 著者名/発表者名
      Robert Oda, Jingwen Shou, Keiko Karasawa, Mutsuo Nuriya, Masato Yasui, Yasuyuki Ozeki
    • 学会等名
      SPIE BiOS, 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非線形光学顕微鏡 ~SHG 顕微鏡~2020

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      日本分光学会 第56 回 秋期セミナー
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多光子現象を駆使した脳内化学情報伝達の可視化解析2020

    • 著者名/発表者名
      塗谷睦生
    • 学会等名
      学術変革(B)革新ラマン領域会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 塗谷グループのホームページ

    • URL

      http://user.keio.ac.jp/~aa606547/homepage.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] 塗谷グループホームページ

    • URL

      http://user.keio.ac.jp/~aa606547/homepage.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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