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様々な疾病での代謝経路の活性は通常細胞と大きく異なるため、代謝経路活性の評価は疾病メカニズムの解明や創薬に必須である。最近では細胞ごとの代謝不均一性の解明が求められているが、従来の安定同位体標識化合物の代謝挙動を追跡する手法では細胞集団の平均化された情報しか得ることができない。一方蛍光プローブは酵素活性を細胞レベルで検出することが可能であり代謝経路活性の評価の強力なツールとなりうるが、代謝酵素の基質選択性の高さからそのような蛍光プローブは開発されていない。そこで、代謝経路活性を検出可能な蛍光プローブの開発を目指しており、本研究では重要なエネルギー生産経路である脂肪酸β酸化（β酸化）に着目した。前年度において生細胞内でβ酸化を検出可能な蛍光プローブを開発した。本年度では、外部刺激によるβ酸化活性変化を検出可能か検討した。β酸化の活性化剤や阻害剤を培養細胞に添加したところ、細胞内のプローブ蛍光が薬剤濃度依存的に増加または減少した。さらに、マウス肝臓の初代培養細胞でのβ酸化活性の検出を検討した。肝臓ではβ酸化が亢進されているが、大きな健康問題であるNASH（非アルコール性脂肪肝炎）とβ酸化の関連が報告されている。まず健常マウス肝臓の初代培養細胞でβ酸化活性を検出できることを、蛍光イメージングとHPLCで確認した。続いてNASHマウス肝臓の初代培養細胞にプローブを添加したところ、プローブ蛍光は大きく減少した。さらに、NASHのモデル薬剤を経口投与したNASHマウス肝臓の初代培養細胞ではプローブ蛍光が大きく上昇したことから、本プローブを用いて培養細胞やマウス肝臓の初代培養細胞でもβ酸化活性の変化を検出可能であることがわかった。さらに、本プローブを用いてβ酸化活性を変化させる化合物を探索するスクリーニング系を構築した。今後β酸化活性を変化させる新規化合物の発見が期待される。
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