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2009 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
研究機関大阪大学

研究代表者

木原 隆典  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 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mRNA検出 / モレキュラービーコン / TRAIL
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、そのメカニズム解明を目指すことを目的としている。平成21年度は、平成20年度までに作成したアポトーシスプローブのコンセプトを利用し,さらに正確にアポトーシスを検出できるように,生細胞内のmRNAをリアルタイムに検出するナノプローブの開発を行うと共に,単一細胞に対して選択的・特異的にアポトーシスを誘導する手法について検討を行った。
細胞の状態を解析する上で,タンパク質同様,mRNAも重要な指標となる。単一細胞において,生きたままリアルタイムに細胞内のmRNAを検出することができれば,アポトーシスなどの細胞現象をより正確に検出することができる。そこで,遺伝子の発現が活発で,なおかつアポトーシスとの関連が報告されているGAPDHをターゲットとして,単一生細胞内においてmRNAを検出する新規手法の開発を行った。
mRNAに対して常温で特異性・反応性に富むモレキュラービーコンを,直径400nmに先鋭化したAFM探針(ナノ針)に修飾することで,GAPDH mRNAに対する特異的ナノプローブを作成した。作成したナノプローブを、AFMを用いて特定の細胞に挿入したところ,細胞内においてGAPDH mRNAの検出に成功した。これにより,単一生細胞内のmRNAをリアルタイムにかつ低侵襲的に検出する技術の開発に成功した。
また,特定の細胞のみにアポトーシスを誘導する系を作成するため,アポトーシス誘導因子の一つであるTRAILをアガロースビーズ上に共有結合で固定化,このTRAIL修飾ビーズを用いてアポトーシスの誘導を行った。TRAIL修飾ビーズを細胞に添加することで細胞のアポトーシス誘導が可能であった。現在,特定の単一細胞のみにTRAIL修飾ビーズを接触させ,アポトーシスを誘導する手法の開発を行っているところである。

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2009 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (17件)

  • [雑誌論文] Development of a method to evaluate caspase-3 activity in a single cell using a nanoneedle and a fluorescent probe2009

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

      Biosensors and Bioelectronics 25

      ページ: 22-27

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical role of the nucleus in a cell in terms of elastic modulus2009

    • 著者名/発表者名
      SUGITATE, Toshihiro
    • 雑誌名

      Current Applied Physics 9

      ページ: e291-e293

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞操作技術 遺伝子導入技術2009

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 雑誌名

      Medical Bio (September)

      ページ: 46-49

  • [雑誌論文] Successive detection of insulin-like growth factor-II bound to receptors on a living cell surface using an AFM

    • 著者名/発表者名
      HAN, Sung-Woong
    • 雑誌名

      Journal of Molecular Recognition (In press)

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of a detection method for intracellular mRNA using in situnanoprobe2009

    • 著者名/発表者名
      KIHARA, Takanori
    • 学会等名
      APBioChEC'09
    • 発表場所
      Kobe, Hyogo
    • 年月日
      2009-11-25
  • [学会発表] AFMを用いたバイオ分子・細胞の力学的計測2009

    • 著者名/発表者名
      三宅淳
    • 学会等名
      日本機械学会第20回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      和歌山県民文化会館, 和歌山
    • 年月日
      2009-11-08
  • [学会発表] 先鋭化AFM探針の貫通現象と細胞表層構造との関係について2009

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 学会等名
      日本機械学会 第20回バイオフロンティア講演会
    • 発表場所
      和歌山県民文化会館, 和歌山
    • 年月日
      2009-11-07
  • [学会発表] A novel method of cell discrimination by mechanical detection between cytoskeletal marker protein and antibody immobilized on nanoneedle2009

    • 著者名/発表者名
      MIEDA, Shingo
    • 学会等名
      第47回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      徳島文理大学, 徳島
    • 年月日
      2009-11-01
  • [学会発表] Molecuiar Beacon修飾ナノ針を用いた生細胞のmRNA解析2009

    • 著者名/発表者名
      中村史
    • 学会等名
      第61回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知
    • 年月日
      2009-09-24
  • [学会発表] 異なる先端サイズのAFMプローブを用いた細胞表層構造の評価2009

    • 著者名/発表者名
      杉立年弘
    • 学会等名
      第61回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知
    • 年月日
      2009-09-24
  • [学会発表] 抗体修飾ナノ針を用いた生細胞のマーカータンパク質解析2009

    • 著者名/発表者名
      三枝真吾
    • 学会等名
      第61回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知
    • 年月日
      2009-09-24
  • [学会発表] カーボンナノチューブフォレストを電子供与媒体としたヒドロゲナーゼからの電気化学的水素発生デバイスの作成2009

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 学会等名
      第61回日本生物工学会大会
    • 発表場所
      名古屋大学, 愛知
    • 年月日
      2009-09-23
  • [学会発表] モレキュラービーコン修飾ナノ針によるOct4 mRNAの検出2009

    • 著者名/発表者名
      金百合恵
    • 学会等名
      日本化学会 第24回生体機能関連化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学, 福岡
    • 年月日
      2009-09-15
  • [学会発表] モレキュラービーコン修飾ナノ針を用いた細胞内mRNAの解析2009

    • 著者名/発表者名
      中村史
    • 学会等名
      日本化学会 第24回生体機能関連化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学, 福岡
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] ナノ針の細胞挿入効率に対する積層ナノ薄膜の効果2009

    • 著者名/発表者名
      河野景子
    • 学会等名
      日本化学会 第24回生体機能関連化学シンポジウム,第12回バイオテクノロジー部会シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学, 福岡
    • 年月日
      2009-09-14
  • [学会発表] Molecular Beacon修飾ナノ針を用いた細胞内mRNAの検出2009

    • 著者名/発表者名
      中村史
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大学, 東京
    • 年月日
      2009-09-10
  • [学会発表] 細胞内マーカータンパク質の免疫力学測定による細胞選別法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      三枝真吾
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大学, 東京
    • 年月日
      2009-09-10
  • [学会発表] A method of mechanical force detection of insulin-like growth factor-II bound to receptors on a living cell surface using an AFM2009

    • 著者名/発表者名
      NAKAMURA, Chikashi
    • 学会等名
      ENGINEERING CELL BIOLOGY III
    • 発表場所
      Santa Cruz, California, USA
    • 年月日
      2009-08-10
  • [学会発表] AFMを用いた細胞内分子検出技術の開発2009

    • 著者名/発表者名
      木原隆典
    • 学会等名
      第2回ナノバイオ若手ネットワーキングシンポジウム
    • 発表場所
      関西セミナーハウス, 京都
    • 年月日
      2009-06-12
  • [学会発表] Culture conditions affecting cellular clump formation accompanying intercellular accumulation of type V collagen fibrils2009

    • 著者名/発表者名
      UCHIDA, Kenji
    • 学会等名
      8th Pan-Pacific Connective Tissue Societies Symposium
    • 発表場所
      Yokosuka, Kanagawa
    • 年月日
      2009-06-05
  • [学会発表] Intercellular accumulation of type V collagen fibrils in accordance with cell aggregation2009

    • 著者名/発表者名
      KIHARA, Takanori
    • 学会等名
      8th Pan-Pacific Connective Tissue Societies Symposium
    • 発表場所
      Yokosuka, Kanagawa
    • 年月日
      2009-06-05

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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