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慢性疾患の早期病態解明を指向したキラルバイオマーカーイメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K15972
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分47020:薬系分析および物理化学関連
研究機関静岡県立大学

研究代表者

杉山 栄二  静岡県立大学, 薬学部, 助教 (90806332)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード質量分析 / キラル / イメージング / イオンモビリティースペクトロメトリー / 誘導体化 / ジアステレオマー
研究開始時の研究の概要

本研究では、誘導体化法とイオンモビリティースペクトロメトリーの技術を質量分析イメージングと組み合わせ、慢性疾患に関連するキラル代謝物の分布を可視化する新手法を開発する。DL-2-ヒドロキシグルタル酸、DL-乳酸およびDL-アミノ酸を対象に各種誘導体化試薬を反応させ、得られる誘導体をイオンモビリティー質量分析で解析する。これにより、各鏡像異性体の分離に適した誘導体化法を明らかとする。さらに、見出した誘導体化法を用いて新しい質量分析イメージングの手法を構築し、マウス組織に含まれるキラル代謝物の分布を調べる。

研究成果の概要

近年、疾患に関連するキラル分子の存在が明らかとなり、その病理組織学的解析が急務となっている。しかし、免疫組織化学等で組織中の各エナンチオマーを選択的にイメージングすることは、通常極めて困難である。そこで本研究では、ジアステレオマー誘導体化とイオンモビリティースペクトロメトリーを質量分析イメージングに組み合わせる、新たなイメージング法の開発に取り組んだ。まず分離に適した化学構造を調査し、その結果に基づき新規誘導体化試薬を設計した。続いてこの試薬を用い、マウス組織に含まれるキラルな有機酸(D-, L-2-ヒドロキシグルタル酸)の各エナンチオマーが異なる分布を示す様子を可視化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

本報告時点において質量分析イメージングによるエナンチオ選択的イメージングの実現を報告した例は他に見当たらない。本研究の成果は、種々の疾患に関連する光学異性体を対象とした、新たな病理組織学的解析法の開発に資すると考えられる。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] イオンモビリティースペクトロメトリーによる鏡像異性体の分離2022

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Eiji、Mizuno Hajime、Todoroki Kenichiro
    • 雑誌名

      質量分析

      巻: 70 号: 1 ページ: 74-76

    • DOI

      10.5702/massspec.S22-14

    • ISSN
      1340-8097, 1880-4225, 1884-3271
    • 年月日
      2022-03-01
    • 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
  • [雑誌論文] Rapid chiral discrimination of oncometabolite DL ‐2‐hydroxyglutaric acid using derivatization and field asymmetric waveform ion mobility spectrometry/mass spectrometry2021

    • 著者名/発表者名
      Fukui Serina、Sugiyama Eiji、Mizuno Hajime、Sakane Iwao、Asakawa Daiki、Saikusa Kazumi、Nishiya Yuki、Amano Yuri、Takahara Kentaro、Higo Daisuke、Toyo'oka Toshimasa、Todoroki Kenichiro
    • 雑誌名

      Journal of Separation Science

      巻: 44 号: 18 ページ: 3489-3496

    • DOI

      10.1002/jssc.202100350

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 質量顕微鏡法によるキラル分子のエナンチオ選択的イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      杉山栄二、水野初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第78回学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオンモビリティースペクトロメトリー質量分析によるDL-2-ヒドロキシグルタル酸の分離分析とイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      杉山栄二、福井芹菜、西家侑生、天野由梨、水野初、坂根巌、浅川大樹、七種和美、高原健太郎、肥後大輔、豊岡利正、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第69回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 質量分析イメージングによる生理活性分子の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      杉山栄二
    • 学会等名
      第18回次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 質量分析イメージングによる生理活性分子の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      杉山栄二
    • 学会等名
      日本薬学会第141年会(広島)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] イオンモビリティースペクトロメトリーによるアミノ酸光学異性体の分離2021

    • 著者名/発表者名
      天野由梨、杉山栄二、飯沼賢輝、水野初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第69回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 誘導体化LC-MS/MS法によるアミノ酪酸異性体全種の一斉分離分析2021

    • 著者名/発表者名
      仲村茉緒、杉山栄二、水野初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第69回質量分析総合討論会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アミノ酪酸異性体全種の一斉分離分析法の開発と応用2021

    • 著者名/発表者名
      仲村茉緒、杉山栄二、水野初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第85回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] イオンモビリティースペクトロメトリーによるアミノ酸光学異性体の一斉分離を目指したキラル誘導体化試薬の合成と評価2021

    • 著者名/発表者名
      青山洋平、天野由梨、杉山栄二、飯沼賢輝、唐川幸聖、原田真志、水野 初、中山 聡、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第33回バイオメディカル分析化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 誘導体化LC-MS/MS法によるアミノ酪酸異性体全種の一斉定量分析2021

    • 著者名/発表者名
      仲村茉緒、杉山栄二、水野 初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第33回バイオメディカル分析化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 新規カチオン性誘導体化試薬を用いたキラルながんバイオマーカーの高選択的質量分析イメージング2021

    • 著者名/発表者名
      西家侑生、杉山栄二、杉山右京、山下賢二、水野 初、濱島義隆、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第33回バイオメディカル分析化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 誘導体化LC/MS/MS法によるアミノ酪酸異性体全種の一斉分離分析法の開発と応用2021

    • 著者名/発表者名
      仲村茉緒、杉山栄二、水野 初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      日本分析化学会第70年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 誘導体化LC/MS/MS法によるマウス組織中アミノ酪酸異性体全種の一斉定量分析2021

    • 著者名/発表者名
      仲村茉緒、杉山栄二、水野 初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第52回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高感度キラル分離分析を指向した新規カチオン性誘導体化試薬の開発2020

    • 著者名/発表者名
      西家侑生、杉山栄二、杉山右京、山下賢二、水野 初、濱島義隆、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] キラル誘導体化 LC-MS/MS を用いたD/L-Cysteineの光学異性体分離分析及び生体内硫化水素産生系に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      東 徹、杉山栄二、水野 初、豊岡利正、轟木堅一郎
    • 学会等名
      第31回クロマトグラフィー科学会議
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘導体化とイオンモビリティースぺクトロメトリーの組み合わせによるLC分離を用いない2-ヒドロキシグルタル酸のキラル分離分析2020

    • 著者名/発表者名
      西家侑生、福井芹菜、杉山栄二、水野 初、坂根 巌、豊岡利正、轟木堅一郎
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イオンモビリティースペクトロメトリーによるアミノ酸光学異性体の分離に適した誘導体化法の探索2020

    • 著者名/発表者名
      天野由梨、杉山栄二、水野 初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      日本病院薬剤師会東海ブロック・日本薬学会東海支部合同学術大会2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] キラル誘導体化 LC-MS/MS を用いたD/L-Cysteineの光学異性体分離分析及び生体内硫化水素産生系に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      東 徹、杉山栄二、水野 初、豊岡利正、轟木堅一郎
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会第10回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] イオンモビリティースペクトロメトリーによるアミノ酸光学異性体の分離2020

    • 著者名/発表者名
      天野由梨、杉山栄二、飯沼賢輝、水野 初、轟木堅一郎
    • 学会等名
      新アミノ酸分析研究会第10回学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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