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超解像イメージングに資する新規多色・多機能蛍光色素群の開発

公募研究

研究領域細胞機能と分子活性の多次元蛍光生体イメージング
研究課題/領域番号 25113707
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東京大学

研究代表者

神谷 真子  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90596462)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2014年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2013年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワード超解像イメージング / 分子内スピロ環化平衡 / 蛍光プローブ
研究実績の概要

平成26年度においては、分子内スピロ環化平衡を最適化することで開発したブリンキング色素HMSiRを用い、細胞における超解像イメージングを実施した。特にH25年度までの検討から、1)ライブセルにおける超解像タイムラプスイメージング、2)共焦点顕微鏡での超解像イメージングが実施可能であることが示唆されたため、平成26年度ではより詳細な条件を精査した。その結果、本色素を用いることで、原理的にレーザー強度を下げることが出来ない従来のdSTORMでは難しかった測定が可能であることが示された。
1)生細胞中の微小管をブリンキング色素でラベル化後、従来のdSTORMの10分の1以下の強度の励起光で10分おきに7回測定したところ、合計約1時間にわたって微小管が動く様子を観測することに成功した。また、5分間連続して測定し、30秒につき1枚の超解像画像を15秒ずつずらして動画を作製することで、チューブリンの重合/脱重合のダイナミクスを15 s/frameという比較的高い時間分解能かつ47nmの空間分解能で観察できることを示した。このように、必要な空間分解能や測定時間、細胞試料への影響を考慮してレーザー強度を最適化することが可能であることが示された。
2)低レーザー強度でも明滅する特性を活かし、細胞深部におけるSLMを実施した。細胞を固定化後、ガラス面から数マイクロメートル離れた核の上部に位置する核膜孔を構成するPOM121及びNup107を抗体によってラベル化し、スピニングディスク共焦点レーザー顕微鏡で観察した結果、各分子の中心角から8回対称であることが示唆された。また、POM121の方がNup107より半径が大きく、報告されている位置関係と一致した。これらの結果から本色素をスピニングディスク共焦点レーザー顕微鏡と併せて用いることで観測領域をガラス面近傍から細胞深部に拡張できることが示された。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (35件) (うち招待講演 7件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Sensitive β-galactosidase-targeting fluorescence probe for visualizing small peritoneal metastatic tumours in vivo2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Asanuma, Masayo Sakabe, Mako Kamiya, Kyoko Yamamoto, Jun Hiratake, Mikako Ogawa, Nobuyuki Kosaka, Peter L. Choyke, Tetsuo Nagano, Hisataka Kobayashi and Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Nat. Commun.

      巻: 6 号: 1 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1038/ncomms7463

    • NAID

      120005743656

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New Class of Bioluminogenic Probe Based on Bioluminescent Enzyme-Induced Electron Transfer: BioLeT.2015

    • 著者名/発表者名
      Takakura H, Kojima R, Kamiya M, Kobayashi E, Komatsu T, Ueno T, Terai T, Hanaoka K, Nagano T, Urano Y.
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc.

      巻: 137 号: 12 ページ: 4010-4013

    • DOI

      10.1021/ja511014w

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A pilot study of fluorescent imaging of colorectal tumors using a γ-glutamyl-transpeptidase-activatable fluorescent probe.2015

    • 著者名/発表者名
      Sato C, Abe S, Saito Y, So Tsuruki E, Takamaru H, Makazu M, Sato Y, Sasaki H, Tanaka H, Ikezawa N, Yamada M, Sakamoto T, Nakajima T, Matsuda T, Kushima R, Kamiya M, Maeda S, Urano Y.
    • 雑誌名

      Digestion

      巻: 91 号: 1 ページ: 70-76

    • DOI

      10.1159/000369367

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 6 号: 8 ページ: 681-689

    • DOI

      10.1038/nchem.2002

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In vivo imaging of intraperitoneally disseminated tumors in model mice by using activatable fluorescent small-molecular probes for activity of cathepsins.2014

    • 著者名/発表者名
      Fujii T, Kamiya M, Urano Y.
    • 雑誌名

      Bioconjug Chem.

      巻: 25 号: 10 ページ: 1838-1846

    • DOI

      10.1021/bc5003289

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A highly sensitive, cell-membrane-permeable fluorescent probe for glutathione.2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M, Kamiya M, Yamasoba T, Urano Y.
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem Lett.

      巻: 24 号: 18 ページ: 4363-4366

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2014.08.033

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Selective Ablation of β-Galactosidase-expressing Cells with a Rationally Designed Activatable Photosensitizer2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ichikawa, Mako Kamiya, Fumiaki Obata, Masayuki Miura, Takuya Terai, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Kenjiro Hanaoka, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 53 号: 26 ページ: 6772-6775

    • DOI

      10.1002/anie.201403221

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective Ablation of beta-Galactosidase-expressing Cells with a Rationally Designed Activatable Photosensitizer2014

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ichikawa, Mako Kamiya, Fumiaki Obata, Masayuki Miura, Takuya Terai, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Kenjiro Hanaoka, Tetsuo Nagano, Yasuteru Urano
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Mako KAMIYA
    • 学会等名
      日本化学会アジア国際シンポジウム
    • 発表場所
      日本大学 理工学部船橋キャンパス/薬学部(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内グルタチオンとの求核付加・解離平衡反応を利用した超解像蛍光イメージングプローブの開発2015

    • 著者名/発表者名
      両角明彦、神谷真子、宇野真之介、梅澤啓太郎、吉原利忠、飛田成史、浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会 第135年会
    • 発表場所
      兵庫医療大学(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Mako KAMIYA, Shin-nosuke UNO, Yasuteru URANO
    • 学会等名
      Multi-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activities (MDFLI)
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-01-26 – 2015-01-28
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Activatable蛍光プローブの開発による癌蛍光イメージング2015

    • 著者名/発表者名
      神谷真子
    • 学会等名
      レー ザー学会学術講演会第36回年次大会
    • 発表場所
      東海大学高輪校舎(東京都港区)
    • 年月日
      2015-01-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] “A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano.
    • 学会等名
      3rd Annual conference of the International Chemical Biology Society (ICBS 2014)
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 年月日
      2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Live-cell super-resolution imaging with spontaneously blinking fluorophores2014

    • 著者名/発表者名
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano.
    • 学会等名
      Chem-Bio Informatics Society (CBI) Annual Meeting 2014
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • 年月日
      2014-10-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 自発的ブリンキング機能を有する 超解像イメージングプローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      神谷真子
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-09-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Rapid cancer imaging by rationally designed fluorescence probes2014

    • 著者名/発表者名
      Mako KAMIYA, Yasuteru URANO
    • 学会等名
      37th Naito conference on bioimaging
    • 発表場所
      ヒルトンニセコビレッジ(北海道虻田郡)
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of Spontaneously blinking fluorophores based on intramolecular spirocyclization for super-resolution imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano.
    • 学会等名
      XXVth IUPAC Symposium on Photochemistry
    • 発表場所
      Bordeaux (France)
    • 年月日
      2014-07-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 自発的ブリンキング特性を最適化した超解像蛍光イメージングプローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      宇野真之介,神谷真子,吉原利忠,菅原皓,岡部弘基,Mehmet C. Tarhan,藤田博之,船津高志,岡田康志,飛田成史,浦野泰照
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第9 回年会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 化学プローブを精密にデザインして癌を光らせる!2014

    • 著者名/発表者名
      神谷真子
    • 学会等名
      日本実験動物科学技術札幌2014
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自発的ブリンキング機能を有する超解像イメージングプローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      宇野真之介,神谷真子,吉原利忠,飛田成史,M. C. Tarhan,藤田博之,浦野泰照
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第70 回記念学術講演会
    • 発表場所
      幕張メッセ(千葉県千葉市)
    • 年月日
      2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of fluorescence probes for super-resolution imaging based on intramolecular spirocyclization

    • 著者名/発表者名
      Mako KAMIYA, Shin-nosuke UNO, Toshitada YOSHIHARA, Mehmet C. TARHAN, Hiroyuki FUJITA, Seiji TOBITA, Yasuteru URANO
    • 学会等名
      SPIE BiOS 2014
    • 発表場所
      The Moscone Center (San Francisco, California, United States)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Rapid cancer imaging by rationally designed fluorescence probes

    • 著者名/発表者名
      Mako Kamiya, Haruaki Hino, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      Frontiers 2013 Symposium
    • 発表場所
      EPFL (Lausanne, Switzerland)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Activatable蛍光プローブの開発による癌蛍光イメージング

    • 著者名/発表者名
      神谷 真子、浦野 泰照
    • 学会等名
      第86回日本生化学会大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 化学プローブを精密にデザインして癌を光らせる!

    • 著者名/発表者名
      神谷 真子、浦野 泰照
    • 学会等名
      日本バイオイメージング学会学術集会公開講座
    • 発表場所
      東京大学薬学部講堂(東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rapid cancer imaging by rationally designed fluorescence probes

    • 著者名/発表者名
      Mako Kamiya, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      第72回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of fluorescent probes for super-resolution imaging based on intramolecular spirocyclization

    • 著者名/発表者名
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Seiji Tobita, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      International Conference on Photochemistry 2013
    • 発表場所
      KU Leuven (Leuven, Belgium)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of fluorescent probes for super-resolution imaging based on intramolecular spirocyclization

    • 著者名/発表者名
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Seiji Tobita, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      Frontiers 2013 Symposium
    • 発表場所
      EPFL (Lausanne, Switzerland)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A novel reversible rhodamine-based fluorescent probe for accurate and sequential detection of intracellular glutathione level in living cells

    • 著者名/発表者名
      Masafumi Yoshida, Keitaro Umezawa, Mako Kamiya, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      17th Biennial Meeting of Society for Free Radical Research International
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ローダミン類の分子内スピロ環化平衡を利用した超解像イメージングプローブの開発

    • 著者名/発表者名
      宇野 真之介、神谷 真子、吉原 利忠、飛田 成史、Mehmet C. Tarhan、藤田 博之、浦野 泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      パレアホール(熊本県熊本市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 複数プロテアーゼの同時活性イメージングを 可能とする蛍光プローブ群の開発

    • 著者名/発表者名
      岩立竜・神谷真子・浦野泰照
    • 学会等名
      日本分子イメージング学会 第8回 総会・学術集会
    • 発表場所
      横浜赤レンガ倉庫1号館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] In vivoでの高感度なhROS検出を可能とする生物発光プローブの開発

    • 著者名/発表者名
      小嶋良輔、高倉栄男、神谷真子、小林英司、長野哲雄、花岡健二郎、浦野泰照
    • 学会等名
      日本分子イメージング学会第8回集会
    • 発表場所
      横浜 赤レンガ倉庫
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 可逆的に応答する新規グルタチオン感受性蛍光プローブの開発と細胞イメージングへの応用

    • 著者名/発表者名
      梅澤啓太郎、吉田昌史、神谷真子、浦野泰照
    • 学会等名
      日本化学会 第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス (名古屋市千種区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 新規Activatable蛍光プローブによるカテプシンB/L活性検出に基づくin vivo微小がんイメージング

    • 著者名/発表者名
      藤井智彦・神谷真子・浦野泰照
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      愛知県・名古屋大学東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GGTをターゲットとするactivatable光増感剤の開発による癌選択的 PDTの実現

    • 著者名/発表者名
      千葉真由美、市川裕樹、神谷真子、Norbert Lange、浦野泰照
    • 学会等名
      第23回 日本光線力学学会
    • 発表場所
      旭川グランドホテル(北海道旭川市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] GGTをターゲットとするactivatable光増感剤の開発による癌選択的 PDTの実現

    • 著者名/発表者名
      千葉真由美、市川裕樹、神谷真子、Norbert Lange、浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会 第134回 年会
    • 発表場所
      熊本大学工学部
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 肺学生腫瘍に対する癌特異的蛍光プローブの適用と開発

    • 著者名/発表者名
      日野春秋、神谷真子、中島 淳、浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本大学工学部2号館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 自発的ブリンキング機能を有する超解像蛍光イメージングプローブの開発

    • 著者名/発表者名
      宇野 真之介、神谷 真子、吉原 利忠、飛田 成史、Mehmet C. Tarhan、藤田 博之、浦野 泰照
    • 学会等名
      第22回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 発表場所
      東京大学薬学部講堂 (東京都文京区)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Rational design of spirocyclic rhodamine derivatives for multi-color cancer imaging

    • 著者名/発表者名
      岩立竜・神谷真子・浦野泰照
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学 東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高いactivation ratioでのin vivo hROS imagingを可能とする生物発光プローブの開発

    • 著者名/発表者名
      小嶋良輔、高倉栄男、神谷真子、小林英司、長野哲雄、花岡健二郎、浦野泰照
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
    • 発表場所
      東京医科歯科大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 可逆的な蛍光制御機構を利用したFRET型新規グルタチオン感受性蛍光プローブの開発

    • 著者名/発表者名
      吉田昌史・梅澤啓太郎・神谷真子・浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本市総合体育館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] カテプシンB/L検出蛍光プローブの開発による腹膜播種モデルマウスにおける微小がんin vivoイメージング

    • 著者名/発表者名
      藤井智彦・神谷真子・浦野泰照
    • 学会等名
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      愛知県・名古屋大学東山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 肺悪性腫瘍に対する癌特異的蛍光プローブの適用~モデルマウスでの検討~

    • 著者名/発表者名
      日野春秋、神谷真子、浦野泰照
    • 学会等名
      平成25年度文部科学省新学術領域 がん研究分野の特性等を踏まえた支援活動 公開シンポジウム
    • 発表場所
      一橋講堂 学術総合センター2F(東京都千代田区一ツ橋)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 生細胞における酸性小胞のpH測定が可能な蛍光寿命イメージングプローブの開発

    • 著者名/発表者名
      國府田絹子、神谷真子、櫻井千恵、浅沼大祐、和田郁夫、浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会 第134年会
    • 発表場所
      熊本市総合体育館(熊本県熊本市)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 月刊「細胞」2014

    • 著者名/発表者名
      神谷 真子、浦野 泰照
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      ニューサイエンス(株)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院医学系研究科・医学部HP・広報プレスリリース最新情報

    • URL

      http://www.m.u-tokyo.ac.jp/news/press.html#20140722

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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