１細胞・組織In-Situオンタイム薬物代謝解析法の開発

• 研究課題/領域番号: 25513013
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: オミクス計測科学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 伊達 沙智子 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, リサーチアソシエイト (60649747)
• 研究分担者: 升島 努 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, チームリーダー (10136054)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2015年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 一細胞分析 / 薬物代謝 / 薬剤性肝毒性 / 蛍光顕微鏡観察との組み合わせ / 再現性、定量制の向上 / 分析の効率化 / 薬剤肝毒性の評価

研究実績の概要

昨年度に引き続き、一細胞分析を高感度に定量的に分析する手法の開発を中心に行った。
昨年度は一細胞の分析にフーリエ変換型質量分析計LTQ orbitrap Velos(Thermo社)、トリプル四重極型質量分析計QTRAP5500（ABSCIEX社）の両方を用いていたが、今年度は既知の薬物・薬物代謝物および内因性化合物の定量分析に絞った分析を行うためにQTRAP5500を使った解析法の改善を中心に行った。
薬物（タモキシフェン）を投与した際に起こる薬物の代謝反応、および肝臓細胞内で起こる毒性発現を一細胞から得られたデータで分析できるように、測定のターゲットとなる分子の情報を過去の実験データや文献から収集し、約40分子を一度に定量する測定系の作成を目指した。
各化合物の検量線を作成するために内部標準物質として13C、15Nなどで安定同位体標識体された種々の試薬をを購入した。安定同位体ラベル体を一定量各濃度の標準液に添加し、インフュージョンによりMRMを設定したのち、ナノスプレーチップで細胞内因性の化合物を分析する際の検量線の作成を行った。
その結果、化合物ほとんどは定量的に分析できるものの、中にはバックグラウンドが大きく検出量と濃度に相関が見られないものもあった。このうち質量分析装置の設定変更により定量性が改善したものもあったが定量が不可能な化合物もいくつかあった。
薬物およびその代謝物に関してはほぼ問題なく定量できることがわかった。一細胞で薬物代謝や薬物投与により細胞内で発現する毒性を検出する測定系の準備が整った。

研究成果

• [学会発表] Single Cell Drug Discovery (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Date, Hajime Mizuno, Tsuyoshi Esaki, Ai Fujita1, Tsutomu Masujima, Haruo Iwabuchi, Makoto Takei, Hideo Takakusa, Takashi Izumi, Setsuko Fujita, Shuichi Matsuda, Motohiko Morihara, Kiyoko Bando, Jiro Deguchi, Yasunori Fukuda, Naoki Tarui
  • 学会等名: 62nd ASMS Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
  • 発表場所: Baltimore Convention Center, Baltimore, America
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-19
• [学会発表] Evaluation of Mitochondrial Function Based on the Direct Single- Cell Molecular Analysis by Mass Spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Sachiko Date, Kiyoko Bando, Jiro Deguchi, Izuru Miyawaki, Juki Kimura, Hitoshi Funabashi, Tsutomu Masujima
  • 学会等名: 61st ASMS Conference on Mass Spectrometry
  • 発表場所: ミネアポリスコンベンションセンター（米国、ミネアポリス）
• [学会発表] 一細胞質量分析技術を用いたミトコンドリアの機能評価に関する検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂東清子、出口二郎、宮脇出、木村重紀、船橋斉、伊達沙智子、升島努
  • 学会等名: 第40回日本毒性学会学術年会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場（千葉県）
• [学会発表] 一細胞ダイレクト質量分析法を用いた薬剤肝毒性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊達沙智子、坂東清子、出口二郎、宮脇出、木村重紀、船橋斉、水野初、升島努
  • 学会等名: 第61回質量分析総合討論会
  • 発表場所: つくば国際会議場エポカルつくば（茨城県）
• [備考] 一細胞質量分析研究チーム｜QBiC 生命システム研究センター
  • URL: http://www.qbic.riken.jp/japanese/research/outline/lab-05.html
• [備考] 一細胞質量分析研究チーム｜QBiC 生命システム研究センター
  • URL: http://www.qbic.riken.jp/japanese/research/outline/lab-05.html