新規質量分析イメージングによるパースルフィド依存性虚血再灌流障害制御機構の解明

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K01937
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 菱木 貴子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (10338022)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 活性含硫化合物

研究実績の概要

本研究課題は、Cystathionine beta-synthaseやCystathionine gamma-lyaseにより産生される硫化水素、チオール（分子内に-SH基を持つ）化合物、そしてパースルフィド（分子内に-SSH基を持つ）化合物等「活性含硫化合物」の生体機能メカニズムの解明を目的とする。
申請者は本研究課題での成果として活性含硫化合物の絶対定量法の確立に成功しているが、平成29年度は、活性含硫化合物の組織内分布の検証を目的としMALDI-MS-imaging法による活性含硫化合物の検出を試みた。しかしMALDI-MS-imaging法では-SH基、-SSH基ともにスルフォン酸化(-SO3H)されてしまい、生体内での挙動を正しく判断出来ないことがわかった。そこで平成30年度は新たにラマンイメージング法を試みた。物質固有の波長を持つ散乱光が生じるラマン散乱を利用した手法で、さらに試料を乗せるガラス基板に金属微粒子を配置することにより散乱光が増強されるSurface-enhanced Raman spectroscopy (SERS)という手法を用いると、硫黄原子が金粒子と結合し活性含硫化合物由来のシグナルが増強される。この手法を用いグルタチオン、ヒポタウリン等の標準品による検証から-SH基を持つ化合物に共通に検出される波数(300cm-1)が明らかとなり、さらにNa2S3, Na2S4の標品を用いた検証からポリサルファー由来のシグナル波数(480cm-1)が明らかとなった。そこでマウス心臓組織の凍結切片でSERS imagingを実施したところ、心臓組織内に300cm-1と480cm-1のシグナルが検出され、さらにこれらのシグナルはチオールの蛍光プローブを心臓組織切片に滴下することにより消去されたことから、活性含硫化合物由来のシグナルであることが確認出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Biochemical, Metabolomic, and Genetic Analyses of Dephospho Coenzyme A Kinase Involved in Coenzyme A Biosynthesis in the Human Enteric Parasite Entamoeba histolytica (2018)
  • 著者名/発表者名: Nurkanto Arif、Jeelani Ghulam、Yamamoto Takehiro、Hishiki Takako、Naito Yoshiko、Suematsu Makoto、Hashimoto Tetsuo、Nozaki Tomoyoshi
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 9 ページ: 2902
  • DOI: 10.3389/fmicb.2018.02902
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Myocardial fatty acid uptake through CD36 is indispensable for sufficient bioenergetic metabolism to prevent progression of pressure overload-induced heart failure (2018)
  • 著者名/発表者名: Umbarawan Yogi、Syamsunarno Mas Rizky A. A.、Koitabashi Norimichi、Obinata Hideru、Yamaguchi Aiko、Hanaoka Hirofumi、Hishiki Takako、Hayakawa Noriyo、Sano Motoaki、Sunaga Hiroaki、Matsui Hiroki、Tsushima Yoshito、Suematsu Makoto、Kurabayashi Masahiko、Iso Tatsuya
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 ページ: 12035
  • DOI: 10.1038/s41598-018-30616-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a Highly Sensitive Device for Counting the Number of Disease-Specific Exosomes in Human Sera (2018)
  • 著者名/発表者名: Kabe Yasuaki、Suematsu Makoto、Sakamoto Satoshi、Hirai Miwa、Koike Ikko、Hishiki Takako、Matsuda Atsushi、Hasegawa Yuichi、Tsujita Koji、Ono Masayuki、Minegishi Naoko、Hozawa Atsushi、Murakami Yoshinori、Kubo Michiaki、Itonaga Makoto、Handa Hiroshi
  • 雑誌名: Clinical Chemistry 巻: 64 ページ: 1463～1473
  • DOI: 10.1373/clinchem.2018.291963
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Neuroprotective Role of Astroglia in Parkinson Disease by Reducing Oxidative Stress Through Dopamine-Induced Activation of Pentose-Phosphate Pathway (2018)
  • 著者名/発表者名: Mashima Kyoko、Takahashi Shinichi、Minami Kazushi、Izawa Yoshikane、Abe Takato、Tsukada Naoki、Hishiki Takako、Suematsu Makoto、Kajimura Mayumi、Suzuki Norihiro
  • 雑誌名: ASN Neuro 巻: 10 ページ: 1-21
  • DOI: 10.1177/1759091418775562
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Gold-nanof?ve surface-enhanced Raman spectroscopy visualizes hypotaurine as a robust anti-oxidant consumed in cancer survival (2018)
  • 著者名/発表者名: Shiota M.、Naya M.、Yamamoto T.、Hishiki T.、Tani T.u、Takahashi H.、Kubo A.、Koike D.、Itoh M.、Ohmura M.、Kabe Y.、Sugiura Y.、Hiraoka N.、Morikawa T.、Takubo K.、Suina K.、Nagashima H.、Sampetrean O.、Nagano O.、Saya H.、Yamazoe S.、Watanabe H.、Suematsu M.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 ページ: 1561
  • DOI: 10.1038/s41467-018-03899-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Glucose is preferentially utilized for biomass synthesis in pressure-overloaded hearts: evidence from fatty acid-binding protein-4 and -5 knockout mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Umbarawan Yogi、Syamsunarno Mas Rizky A A、Koitabashi Norimichi、Yamaguchi Aiko、Hanaoka Hirofumi、Hishiki Takako、Nagahata-Naito Yoshiko、Obinata Hideru、Sano Motoaki、Sunaga Hiroaki、Matsui Hiroki、Tsushima Yoshito、Suematsu Makoto、Kurabayashi Masahiko、Iso Tatsuya
  • 雑誌名: Cardiovascular Research 巻: 114 ページ: 1132～1144
  • DOI: 10.1093/cvr/cvy063
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization and validation of Entamoeba histolytica pantothenate kinase as a novel anti-amebic drug target (2018)
  • 著者名/発表者名: Nurkanto Arif、Jeelani Ghulam、Yamamoto Takehiro、Naito Yoshiko、Hishiki Takako、Mori Mihoko、Suematsu Makoto、Shiomi Kazuro、Hashimoto Tetsuo、Nozaki Tomoyoshi
  • 雑誌名: International Journal for Parasitology: Drugs and Drug Resistance 巻: 8 ページ: 125～136
  • DOI: 10.1016/j.ijpddr.2018.02.004
  • 査読あり / オープンアクセス