質量顕微鏡法による脂質マシナリーの可視化

• 研究領域: 生命応答を制御する脂質マシナリー
• 研究課題/領域番号: 25116712
• 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: 浜松医科大学
• 研究代表者: 瀬藤 光利 浜松医科大学, 医学部, 教授 (20302664)
• 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: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円); 2014年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円); 2013年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 解剖学 / 脂質代謝 / 癌 / 質量分析 / イメージング / 質量顕微鏡 / 乳癌 / 大腸癌

研究実績の概要

当初の計画通り、大腸癌、乳癌に焦点を当て検討を行い、下記のような成果が得られた。
１．大腸癌
昨年度に確立した測定条件をもとに、大腸癌原発巣から樹立したcancer tissue-originated spheroids（CTOS）を対象として、高解像度質量顕微鏡解析を行った。多段階質量分析まで行った結果、CTOS辺縁部にはアラキドン酸含有フォスファチジルイノシトール（PI）（18:0/20:4）が高度に発現していることが明らかとなった。しかし、そのような知見は、ヒト大腸癌細胞株HCT116、DLD-1から形成されたスフェロイドにおいては認められなかった。さらに、大腸癌組織切片に対して質量顕微鏡解析を行った結果、PI（18:0/20:4）は浸潤先端部の癌細胞で強く検出された。以上より、PI（18:0/20:4）をはじめとするアラキドン酸含有PIは、浸潤をはじめとする大腸癌進展機構に関与していると考えられた（論文投稿中）。
２．乳癌
フローサイトメトリー法を用いて、ヒト乳癌原発巣組織よりCD44(+)/CD24(-) 癌幹細胞（CSC）分画とCD44(-)/CD24(+) 非癌幹細胞（NSCC）分画を、専用スライドガラス上に分取し、二次イオン質量分析技術を用いて、一細胞質量顕微鏡解析を行った。多段階質量分析まで行った結果、CSCではNSCCに比べ、パルミトレイン酸が少ないことが明らかとなった（Waki et al, Biochimie 2015）。同分子は、そのシグナルがCSC細胞接着面で均一に認められたため、細胞膜リン脂質由来であると考えられた。
本研究から、一細胞レベルでの質量顕微鏡解析は、癌組織における特に脂質分布の不均一性の解明に有用であると考えられた。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Changes of Phosphatidylcholine and Fatty Acids in Germ Cells during Testicular Maturation in Three Developmental Male Morphotypes of Macrobrachium rosenbergii Revealed by Imaging Mass Spectrometry. (2015)
  • 著者名/発表者名: Siangcham T, Chansela P, Hayasaka T, Masaki N, Sroyraya M, Poljaroen J, Suwansa-ard S, Attakorn, Engsusophon A, Hanna PJ, Sobhon P, Setou M.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 号: 3 ページ: e0120412-e0120412
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0120412
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] DHA-PC and PSD-95 decrease after loss of synaptophysin and before neuronal loss in patients with Alzheimer's disease. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuki D, Sugiura Y, Zaima N, Akatsu H, Takei S, Yao I, Maesako M, Kinoshita A, Yamamoto T, Kon R, Sugiyama K, Setou M.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: - 号: 1 ページ: 7130-7130
  • DOI: 10.1038/srep07130
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-cell time-of-flight secondary ion mass spectrometry reveals that human breast cancer stem cells have significantly lower content of palmitoleic acid compared to their counterpart non-stem cancer cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Waki M, Ide Y, Ishizaki I, Nagata Y, Masaki N, Sugiyama E, Kurabe N, Nicolaescu D, Yamazaki F, HayasakaT, Ikegami K, Kondo T, Shibata K, Hiraide T, Taki Y, Ogura H, Shiiya N, Sanada N, Setou M.
  • 雑誌名: Biochimie 巻: 107 ページ: 73-77
  • DOI: 10.1016/j.biochi.2014.10.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 大気圧下MALDIに揮発性<i>p</i>-ニトロアニリンを用いると両方のイオンモードでの高解像度リン脂質イメージングが可能になる (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsushita S, Sugiyama E, Hayasaka T, Masaki N, Setou M.
  • 雑誌名: 質量分析 巻: 62 号: 4 ページ: 29-36
  • DOI: 10.5702/massspec.14-57
  • NAID: 130004479937
  • ISSN: 1340-8097, 1880-4225, 1884-3271
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased phosphatidylcholine (16:0/16:0) in the folliculus lymphaticus of Warthin tumor. (2014)
  • 著者名/発表者名: He Q, Takizawa Y, Hayasaka T, Noritaka M, Kusama Y, Su J, Mineta H, Setou M.
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 406 号: 24 ページ: 5815-5825
  • DOI: 10.1007/s00216-014-7890-9
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Application of 2,5-dihydroxyacetophenone with sublimation provides more efficientionization of lipid species by atmospheric pressure matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayasaka T, Goto-Inoue N, Masaki N, Ikegami K, Setou M.
  • 雑誌名: Surf Interface Anal 巻: 46 号: 12-13 ページ: 1219-1222
  • DOI: 10.1002/sia.5592
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Blockade of IL-6 signaling by MR16-1 inhibits reduction of docosahexaenoic acid-containingphosphatidylcholine levels in a mouse model of spinal cord injury. (2014)
  • 著者名/発表者名: Arima H, Hanada M, Hayasaka T, Masaki N, Omura T, Xu D, Hasegawa T, Togawa D, Yamato Y, Kobayashi S, Yasuda T, Matsuyama Y, Setou M.
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 269 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2014.03.012
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single Cell Lipidomics of SKBR-3 Breast Cancer Cells by Using Time-of-Flight Secondary-Ion Mass Spectrometry (2014)
  • 著者名/発表者名: Ide Y, Waki M, Ishizaki I, Nagata Y, Yamazaki F, Hayasaka T, Masaki N, Ikegami K, Kondo T, Shibata K, Ogura H, Sanada N, Setou M.
  • 雑誌名: Surf Interface Anal 巻: 46 号: S1 ページ: 181-184
  • DOI: 10.1002/sia.5523
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Glutaraldehyde Fixation Method for Single-Cell Lipid Analysis by Time-of-Flight Secondary Ion-Mass Spectrometry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagata Y, Ishizaki I, Waki M, Ide Y, Hossen A, Ohnishi K, Sanada N, Setou M.
  • 雑誌名: Surf Interface Anal 巻: 46 号: S1 ページ: 185-188
  • DOI: 10.1002/sia.5522
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single Cell Lipidomics of SKBR-3 Breast Cancer Cells by Using Time-of-Flight Secondary-Ion Mass Spectrometry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ide Y, Waki M, Ishizaki I, Nagata Y, Yamazaki F, Hayasaka T, Masaki N, Ikegami K, Kondo T, Shibata K, Ogura H, Sanada N, Setou M.
  • 雑誌名: Surf Interface Anal. 巻: in press.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glutaraldehyde Fixation Method for Single-Cell Lipid Analysis by Time-of-Flight Secondary Ion-Mass Spectrometry. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagata Y, Ishizaki I, Waki M, Ide Y, Hossen A, Ohnishi K, Sanada N, Setou M.
  • 雑誌名: Surf Interface Anal. 巻: in press.
  • 査読あり
• [学会発表] Imaging mass spectrometory for lipidmics (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: 6th International Conference on Phosphlipase A2 and Lipid Mediators
  • 発表場所: 京王プラザホテル（東京新宿区）
  • 年月日: 2015-02-10 – 2015-02-12
  • 招待講演
• [学会発表] Development and application of imaging mass spectrometry (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: The 31th Annual Meeting of International Society for Heart Research Japanese Section
  • 発表場所: ウインク愛知（名古屋市）
  • 年月日: 2014-11-28 – 2014-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] 大気圧下MALDIに揮発性p-ニトロアニリンを用いると両方のイオンモードでの高解像度リン脂質イメージングが可能になる (2014)
  • 著者名/発表者名: 松下祥子、杉山栄二、早坂孝宏、正木紀隆、瀬藤光利
  • 学会等名: 第39回日本医用マススペクトル学会年会
  • 発表場所: 三井ガーデンパークホテル（千葉市）
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
• [学会発表] 非B非C型肝細胞がん患者の血清ステアリン酸-パルミチン酸濃度比はその他の肝細胞がん患者に比べて高い (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山栄二、松下祥子、柴崎泰、松田浩一、今野弘之、瀬藤光利
  • 学会等名: 第39回日本医用マススペクトル学会年会
  • 発表場所: 三井ガーデンパークホテル（千葉市）
  • 年月日: 2014-10-16 – 2014-10-17
• [学会発表] Single cell MALDI-IMS outlines that PC(34:1) is downregulated in multiple myeloma cell compared to normal plasma cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Hossen Md Amir, Yasuyuki Nagata, Michihiko Waki, Yoshimi Ide, Kazunori Ohnishi, Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
  • 発表場所: Pacifico Yokohama(Yokohama)
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 質量顕微鏡はヒト大腸癌由来Spheroidおよび癌細胞辺縁に多価不飽和脂肪酸含有ホスファチジルイノシトールの存在を証明した (2014)
  • 著者名/発表者名: 平出貴乗、坂口孝宣、尾崎裕介、武田真、宮崎真一郎、森田剛文、菊池寛利、瀬藤光利、今野弘之
  • 学会等名: 第73回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] The cooperativity of neuronal molecules analyzed with imaging mass spectrometry (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（札幌市）
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] Biomedical chemical imaging using atmospheric pressure imaging mass microscope (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: International Microscopy Congress 2014
  • 発表場所: Czech Republic(Prague,Czech)
  • 年月日: 2014-09-07 – 2014-09-12
• [学会発表] 質量顕微鏡の装置開発と共用化システムの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利、、第54回日本臨床化学会、2014年9月5日～2014年9月7日、
  • 学会等名: 第54回日本臨床化学会
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-09-05 – 2014-09-07
  • 招待講演
• [学会発表] 質量顕微鏡の開発と応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利
  • 学会等名: 第32回日本ヒト細胞学会学術集会
  • 発表場所: 東京自慈恵会医科大学（東京都港区）
  • 年月日: 2014-08-30 – 2014-08-31
  • 招待講演
• [学会発表] olatile p-Nitroaniline as Matrix for High Spatial Resolution Imaging of Phospholipids in Both ion Modes by AP-MALDI-IMS (2014)
  • 著者名/発表者名: Shoko Matsushita,Eiji Sugiyama,Takahiro Hayasaka, Noritaka Masaki
  • 学会等名: 2014 Microscopy & Microanalysis Annual Meeting
  • 発表場所: Connecticut Convention Center(Hartford,USA)
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-07
• [学会発表] Imaging Mass Spectrometry による肝細胞癌脂質代謝異常の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利、今野弘之
  • 学会等名: 第21回肝細胞研究会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2014-06-27 – 2014-06-28
• [学会発表] Metabolomics imaging mass spectrometry in clinical research (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: Metabolomics2014
  • 発表場所: Daiichi hotel Tsuruoka(Tsuruoka)
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-28
  • 招待講演
• [学会発表] Cellular imaging mass specrrometory of lipids (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: EMBO WORK SHOP
  • 発表場所: Aequa Hotel(Vico Equense,Italy)
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] イメージング質量分析を用いたGM2蓄積症モデルマウス脳内におけるGM2およびGA2の可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉山栄二、北風圭介、伊藤孝司、瀬藤光利
  • 学会等名: 第62回質量分析総合討論会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク（大阪）
  • 年月日: 2014-05-14 – 2014-05-16
• [学会発表] Potentiality of MALDI-IMS to analyze PC at hematopoietic single cell level (2014)
  • 著者名/発表者名: Hossen, Md Amir, Yasuyuki Nagata, Michihiko Waki, Yoshimi Ide and Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: 第62回質量分析総合討論会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク（大阪）
  • 年月日: 2014-05-14 – 2014-05-16
• [学会発表] Application of Imaging Mass Spectrometry for Biological Samples (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Hayasaka
  • 学会等名: 9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices’13
  • 発表場所: Sheraton Kona（Hawaii, USA）
  • 招待講演
• [学会発表] 多発性骨髄腫細胞における脂肪酸組成の変化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 永田 泰之、石崎 逸子、井手 佳美、脇 紀彦、大西 一功、眞田 則明、瀬藤 光利
  • 学会等名: 日本医用マススペクトル学会
  • 発表場所: 神戸市産業振興センター（神戸）
• [学会発表] Specific biomolecules in human salivary gland tumor were detected by Imaging Mass Spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: Qian He
  • 学会等名: The 38th Annual Meeting of The Japanese Society for Biomedical Mass Spectrometry
  • 発表場所: Kobe Industrial Promotion Center(Kobe)
• [学会発表] 1価不飽和脂肪酸を含むホスファチジルコリンが乳癌癌部に高集積する 質量顕微鏡法による乳癌脂質解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 井手佳美、脇紀彦、小倉 廣之、瀬藤 光利
  • 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（横浜）
• [学会発表] 創薬における質量顕微鏡法の可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利
  • 学会等名: 創薬薬理フォーラム 第21回シンポジウム
  • 発表場所: 日本薬学会 長井記念館 （東京都渋谷区）
• [学会発表] Imaging Mass Spectrometry of Clinical Samples (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: HUPO2013
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
• [学会発表] 質量顕微鏡法を用いた大腸癌細胞の凝集構造特異的な分子組成の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平出乗貴、早坂孝宏、脇紀彦、正木紀隆、池上浩司、森田剛文、武田真、坂口孝宣、今野弘之、瀬藤光利
  • 学会等名: 第61回質量分析総合討論会(2013つくば)
  • 発表場所: つくば国際会議場（つくば）
• [学会発表] 質量分析イメージングの先端診断への可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利
  • 学会等名: JASIS 2013 メディカルイノベーションゾーン
  • 発表場所: 幕張メッセ国際展示場（千葉）
• [学会発表] IMAGING MASS SPECTROMETRY WITH ION MOBILITY (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: Translating Omics Science to Clinical Applications 2013 (TOSCA'13)
  • 発表場所: City University of Hong Kong, Hong Kong
  • 招待講演
• [学会発表] Imaging mass spectrometry of lipids. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: Federation of American Societies for Experimental Biology Science Research Conferences(FASEB SRC)
  • 発表場所: ニセコヒルトンホテル（北海道ニセコ
  • 招待講演
• [学会発表] スフィンゴ脂質の可視化について (2013)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利
  • 学会等名: 第8回スフィンゴテラピィ研究会
  • 発表場所: 山中温泉河鹿荘ロイヤルホテル（石川県加賀市）
• [学会発表] 質量顕微鏡研究とトランスレーショナルリサーチャー (2013)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利
  • 学会等名: 第21回日本乳癌学会学術総会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（浜松）
• [学会発表] Development and Application of Imaging Mass Spectrometry (2013)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利
  • 学会等名: RJG-Ph.D. Congress XIV
  • 発表場所: Jomtien Palm Beach Resort（Thai）
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞・組織の２Ｄ質量分析イメージング
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利
  • 学会等名: 日本学術会議公開シンポジウム「医学・生命科学の革新的発展に資する統合バイオイメージングの展望 」
  • 発表場所: 日本学術会議講堂(東京都港区)
  • 招待講演
• [図書] The Lipid (2013)
  • 著者名/発表者名: 早坂孝宏、瀬藤光利
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: メディカルレビュー社
• [図書] 医用質量分析ガイドブック 疾患のイメージング質量分析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤豪、瀬藤光利
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 診断と治療社
• [備考] 国立大学法人 浜松医科大学 解剖学講座 細胞生物学分野
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/mt/setou/ja/
• [備考] 浜松医科大学 解剖学講座 細胞生物学分野
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/mt/setou/ja/