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2008 年度 実績報告書

単一細胞アポトーシス誘導・検出系の開発とそれを利用した血管石灰化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19770163
研究機関東京大学

研究代表者

木原 隆典  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (90436535)

キーワードナノ針 / 原子間力顕微鏡 / アポトーシス / 石灰化 / 単一生細胞内酵素活性 / MPCポリマー / FRET型センサー分子
研究概要

本研究ではアポトーシスといった個々の細胞内で生じる細胞現象が、いかにして石灰化、特に血管の石灰化に結びつくのか検討すると共に、血管の石灰化メカニズムの解明を目指すことを目的としている。平成20年度は、平成19年度に作成したアポトーシスプローブおよびそれに関する基盤技術を利用して、実際の単一アポトーシス細胞内におけるcaspase-3の酵素活性検出を試みた。
通常アポトーシスの検出はDNAの断片化あるいはcaspase-3の活性を検出することで行うが、これらは生細胞での検出を目的としておらず、本研究における細胞レベルでのアポトーシスと組織レベルの石灰化を同一培養系で直接観察する事は困難である。そこで、培養しながら単一細胞のアポトーシス、つまりはcaspase-3の活性を低侵襲にかつ細胞特異的に検出する方法の開発が必要となる。
具体的には、昨年度開発したcaspase-3活性を固相表面で定量できるFRETタンパク質を、直径400nmにまでFIBにて先鋭化したAFM探針(ナノ針)にMPCポリマーを介して特異的にかつプローブ活性を保ったまま固定化することに成功した。こうして作成したアポトーシス細胞に対するナノ針プローブを、既にアポトーシスを誘導した単一細胞内に低侵襲に挿入し、ナノ針上でcaspase-3の活性を検出した。アポトーシスを誘導した単一細胞内において、ナノ針上に固定化したプローブがcaspase-3に応答することを確認し、さらにナノ針プローブを細胞から引き抜くことによって、微量な応答プローブの断片以外の大部分を、細胞から回収することに成功した。
つまり、単一細胞内のcaspase-3活性を低侵襲にかつ特異的に検出するアポトーシス検出系の開発に成功した。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2008

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Intercellular accumulation of type V collagen fibrils in accordance with cell aggregation2008

    • 著者名/発表者名
      KIHARA, Takanori
    • 雑誌名

      Journal of Biochemistry 144

      ページ: 625-633

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of FRET based in situ sensor for caspase-3 by using nanoneedle technology2008

    • 著者名/発表者名
      KIHARA, Takanori
    • 学会等名
      細胞情報国際シンポジウム
    • 発表場所
      Kobe, Hyogo
    • 年月日
      20081210-11
  • [学会発表] Development of a caspase-3 probe functioned on the surface of nanoneedle to evaluate the enzyme activities in single living cell2008

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 学会等名
      第46回生物物理学会年会
    • 発表場所
      博多, 福岡
    • 年月日
      20081203-05
  • [学会発表] Development of FRET based in situ sensor for caspase-3 by using nanoneedle technology2008

    • 著者名/発表者名
      KIHARA, Takanori
    • 学会等名
      2nd AFM BioMed Conference
    • 発表場所
      Monterey, LA, USA
    • 年月日
      20081016-18
  • [学会発表] Cell Surgeryを利用した1細胞内分子計測技術MOMENT法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 学会等名
      分子情報生命科学スクーリング
    • 発表場所
      和光, 埼玉
    • 年月日
      20080929-30
  • [学会発表] 単一生細胞内での酵素活性定量のための固相型プローブの開発2008

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 学会等名
      第60回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      仙台, 宮城
    • 年月日
      20080827-29
  • [学会発表] In situナノプローブを用いたRNA解析2008

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 学会等名
      第60回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      仙台, 宮城
    • 年月日
      20080827-29
  • [学会発表] AFMを用いた細胞操作技術(セルサージェリー)2008

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 学会等名
      ナノバイオ若手NWシンポジウム
    • 発表場所
      三島, 静岡
    • 年月日
      20080612-13
  • [学会発表] Development of in situ molecular sensor by using nanoneedle technology2008

    • 著者名/発表者名
      Kihara, T., et al.
    • 学会等名
      NanoBio Seoul 2008
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2008-10-31
  • [学会発表] Development of in situ FRET sensor for cell apoptosis by using nanoneedle technology2008

    • 著者名/発表者名
      Kihara, T., et al.
    • 学会等名
      Biosensors 2008
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 年月日
      2008-05-14

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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