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2016 年度 実績報告書

細胞内酸素濃度のダイナミックイメージング

研究課題

研究課題/領域番号 15H03003
研究機関東京工業大学

研究代表者

蒲池 利章  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (30272694)

研究分担者 伊藤 栄紘  東京工業大学, 情報生命博士教育院, 特任助教 (70707918)
田畠 健治  第一薬科大学, 薬学部, 准教授 (80312263)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード低酸素 / がん細胞 / Hypoxia
研究実績の概要

低酸素環境下の癌細胞は抗がん剤あるいは放射線治療に対して難治療性を示すと言われている。癌組織あるいはMulticellular spheroidなどは内部に低酸素領域(Hypoxia)が存在する。既存のHypoxia markerは低酸素と言うよりはむしろ無酸素状態(Anoxia)に近い部位のみの染色が可能で、本来イメージングしたいHypoxiaの領域を染色するのは困難であった。そのため、Hypoxiaの領域に存在する癌の難治療性の研究が困難であり、Anoxiaの周囲がHypoxiaであろうと想像しているに過ぎなかった。さらに、腫瘍組織は正常組織に比べ血管透過性が高いと考えられている(Enhanced permeability and retention effect)。これは癌細胞が増殖が盛んであるため、外部からの物質の取り込みが亢進しているためと考えられる。実際、癌組織では血管新生が盛んであり、血管新生がおこなわれない場合、表面からおよそ150 micro;m程度の距離で壊死(Necrosis)が起こると言われている。これは栄養分の不足に加え、酸素不足によるためと言われているが、実際にどの程度の低酸素になっているかは不明である。本年度は、低酸素環境下の難治療性に関する知見を得る目的で、細胞内の生化学的な低酸素応答と細胞内の酸素イメージングを組み合わせた研究を実施した。その結果、短期の低酸素刺激では細胞の生化学的な低酸素応答が行らないことが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

細胞内の生化学的な応答と、細胞内の酸素濃度の関係をイメージングにより解明している。これは、低酸素という外部刺激に応答した細胞内の酸素ダイナミクスの解明につながる有用な研究であるといえる。

今後の研究の推進方策

現在順調に研究が推移しているため、これを着実に成果につなげる。このため、学外分担社との連携もさらに進めていく予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Bactericidal Action of Photo-Irradiated Aqueous Extracts from the Residue of Crushed Grapes from Winemaking2016

    • 著者名/発表者名
      Tsukada, M., Sheng, H., Tada, M., Mokudai, T., Oizumi, S., Kamachi, T. & Niwano, Y.
    • 雑誌名

      Biocontrol Sci.

      巻: 21 ページ: 113-121

    • DOI

      10.4265/bio.21.113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microbicidal action of photoirradiated aqueous extracts from wine lees2016

    • 著者名/発表者名
      Tsukada, M., Sheng, H., Kamachi, T. & Niwano, Y.
    • 雑誌名

      Journal of Food Science and Technology

      巻: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1007/s13197-016-2273-1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prooxidative Potential of Photo-Irradiated Aqueous Extracts of Grape Pomace, a Recyclable Resource from Winemaking Process2016

    • 著者名/発表者名
      Tsukada, M., Nakashima, T., Kamachi, T. & Niwano
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 11 ページ: e0158197

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0158197

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Non-catalyzed one-step synthesis of ammonia from atmospheric air and water2016

    • 著者名/発表者名
      Haruyama, T., Namise, T., Shimoshimizu, N., Uemura, S., Takatsuji, Y., Hino, M., Yamasaki, R., Kamachi, T. & Kohno, M
    • 雑誌名

      Green Chemistry

      巻: 18 ページ: 4536-4541

    • DOI

      10.1039/c6gc01560c

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞内小器官における酸素消費の低酸素応答2017

    • 著者名/発表者名
      松崎真衣、小林友輝斗、伊藤栄紘、蒲池利章
    • 学会等名
      日本化学会第97春期年会
  • [学会発表] 細胞周期に依存した細胞内酸素濃度変化2017

    • 著者名/発表者名
      小林友輝斗、黒川宏美、伊藤栄紘、井上正宏、蒲池利章
    • 学会等名
      日本化学会第97春期年会
  • [学会発表] Oxygen Concentration Imaging Inside a Single Cell by PLIM2016

    • 著者名/発表者名
      Toshiaki Kamachi, Hiromi Kurokawa, Hidehiro Ito
    • 学会等名
      8th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
    • 発表場所
      New Zealand
    • 年月日
      2016-12-04 – 2016-12-09
    • 国際学会
  • [学会発表] リン光寿命イメージング測定を用いた外部刺激による細胞内酸素濃度変化観察2016

    • 著者名/発表者名
      伊藤栄紘、黒川宏美、小林友輝斗、松崎真衣、前田和真、佐藤叔史、井上正宏、蒲池利章
    • 学会等名
      第10回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] ワイン製造残渣水抽出物への光照射による殺菌活性と活性酸素生成2016

    • 著者名/発表者名
      多田美香 ,塚田愛,蒲池利章,庭野吉己
    • 学会等名
      第69回日本酸化ストレス学会学術集会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-08-30 – 2016-08-31

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公開日: 2018-01-16  

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