| 研究課題/領域番号 |
21K05312
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
内之宮 祥平 九州大学, 薬学研究院, 助教 (10770498)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 蛍光イメージング / 代謝経路活性 / 脂肪酸β酸化 / シリルエーテル保護基 / フッ化物イオン / ケミカルバイオロジー / 蛍光プローブ / 代謝経路 / 生体直交性反応 / β酸化 / 夾雑系での蛍光検出 / 生体直交的脱保護反応 / 脂肪酸ベータ酸化 / 尿素回路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
疾病における代謝変化の解明は、疾病機構の理解や創薬に重要である。最近では特に細胞ごとの代謝不均一性を解明することが重要であると指摘されているが、これまで標的代謝経路を一細胞レベルでイメージング可能な蛍光プローブはほとんど報告されていない。これは、代謝経路の基質選択性が高いため、蛍光色素を直接導入している一般的な蛍光プローブでは標的代謝経路の基質になりにくいためである。そこで、本研究では基質選択性の問題をクリアする新しい蛍光イメージング戦略を提案する。これを用いて、エネルギー生産経路の一つである脂肪酸β酸化と様々な生体分子合成の起点となる尿素回路を一細胞レベルで検出する。
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| 研究成果の概要 |
生体内には解糖系など多様な代謝経路が存在し、生体機能に重要な働きをしている。しかし、代謝経路を構成する酵素は基質選択性が高いため、これらを検出可能な蛍光プローブの開発は困難である。そこで本研究では、この基質選択性の問題をクリアし様々な代謝経路の検出に適応可能な汎用性の高い蛍光プローブデザインを提案する。具体的にはフルオロ基部位を導入した基質とシリルエーテル保護基を有する蛍光色素を用いる。基質が代謝されることでフッ化物イオンを放出し、続くシリル保護基の脱保護によって蛍光Off/Onイメージングを行う戦略である。本手法を用いて、脂肪酸を分解する代謝経路であるβ酸化の性細胞イメージングに成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
代謝経路の活性はガンなどの疾病で大きく変化している。このような代謝活性変化は疾病のhallmarkとして知られており、重要な創薬ターゲットでもある。一方、既存の代謝活性を検出する手法は安定同位体標識化合物などに限られている。また、生細胞で酵素活性を検出する手法として蛍光プローブも盛んに開発されているが、基質選択性が高い代謝経路の活性を検出可能なプローブはほとんどない。本研究では、フッ化物イオンの放出とそれに続く脱保護反応を利用した新しい代謝経路活性の蛍光イメージング法を開発した。本成果は代謝経路の簡便な検出を可能とし、薬剤スクリーニングなどへの展開が期待される。
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