超感度ビデオ・マススコープによる1細胞オンタイム分子動態・分子探索

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20229003
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 升島 努 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 教授 (10136054)
• 研究分担者: 津山 尚宏 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 講師 (10335747) ; 水野 初 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 助手 (30457288) ; 原田 隆範 広島大学, 大学院・医歯薬学総合研究科, 研究員 (30350325)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 1細胞質量分析 / ナノスプレー / ダイレクト細胞分析 / ビデオイメージング / 1細胞分子分析ビデオイメージング / メタボロミクス / 細胞内分子動態

研究概要

細胞1ヶ生きた様子を見ながら、変化の瞬間、その細胞1ヶの中見たい所を吸引し、10分以内にその分子群を質量分析で網羅的に検出する事に世界で初めて成功した。本手法をアレルギー細胞の細胞質と小器官の一つ顆粒内の分子分布・代謝解析、神経分化細胞の分化時の分子変化、植物の光応答や機能分子生成、薬物の肝臓細胞での代謝直接分析、その超微量性を生かして、汗腺一滴の分子分析に応用し、その豊かな可能性を検証した。

研究成果

• [雑誌論文] In Situ Molecular Analysis of Plant Tissuesby Live Single Cell Mass Spectrometry. (2012)
  • 著者名/発表者名: TejedorML, MizunoH, TsuyamaN, HaradaT, MasujimaT
  • 雑誌名: Anal. Chem 巻: (in press(published on line)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Drug metabolite heterogeneity between cultured single cells profiled bypico (2012)
  • 著者名/発表者名: FukanoY, TsuyamaN, Mizuno H, Date S, Takano M, Masujima T
  • 雑誌名: trapping direct mass spectrometry 巻: (in press(published on line))
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct drug metabolism monitoring in a live single hepatic cell by video mass spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: Date S, Mizuno H, Tsuyama N, Harada T, Masujima T
  • 雑誌名: Anal. Sci 巻: 28 ページ: 201-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mass spectrometry for cellular and tissue analyses in a very small region (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuyama N, Mizuno H, Masujima T
  • 雑誌名: Anal. Sci 巻: 27 ページ: 163-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct single-cell molecular analysis of plant tissues by video mass spectrometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Lorenzo T. M, Mizuno H, Tsuyama N, Harada T, Masujima T
  • 雑誌名: Anal. Sci 巻: 25 ページ: 1053-1055
  • 査読あり
• [雑誌論文] Live single-cell mass spectrometry (2009)
  • 著者名/発表者名: Masujima T
  • 雑誌名: Anal. Sci 巻: 25 ページ: 953-960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Live single-cell metabolomics of tryptophan and histidine metabolites in a rat basophil leukemia cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Mizuno H, Tsuyama N, Date S, Harada T, Masujima T
  • 雑誌名: Anal. Sci 巻: 24 ページ: 1525-1527
  • 査読あり
• [雑誌論文] Live single-cell video-mass spectrometry for cellular and subcellular molecular detection and cell classification (2008)
  • 著者名/発表者名: Mizuno H, Tsuyama N, Harada T, Masujima T
  • 雑誌名: J. Mass Spectrom 巻: 43 ページ: 1692-1700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Live single-cell molecular analysis by video-mass spectrometry (2008)
  • 著者名/発表者名: suyama N, Mizuno H, Tokunaga E, Masujima T
  • 雑誌名: Anal. Sci 巻: 24 ページ: 559-561
  • 査読あり
• [雑誌論文] The tripole linearion trap with highly efficient orthogonalion ejection designed by computer simulations (2008)
  • 著者名/発表者名: Salazar GA, Masujima T
  • 雑誌名: Rapid Commun. Mass Spectrom 巻: 22 ページ: 1351-1358
  • 査読あり
• [雑誌論文] タンデムMSによる疾患関連分子マーカーの探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 津山尚宏, 水野初, 隆範, 西垣俊太, 升島努, 前田昌子, 檜山英三
  • 雑誌名: 臨床化学 巻: 37 ページ: 410-417
  • 査読あり
• [学会発表] Realtime Molecular Analysis of Single Cell State by Fluorescence-assisted Live Single-cell Mass Spectrometry. (2012)
  • 著者名/発表者名: N. Tsuyama, H. Mizuno, T. Harada, S. Date, T. Masujima
  • 学会等名: IMSC2012
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120915-21
• [学会発表] Live Single-cell Mass Spectrometry for Organelle Level Metabolomics.(招待講演) (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Mizuno, N. Tsuyama, S. Date, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 60th ASMS Conference
  • 発表場所: Vancouver Canada
  • 年月日: 20120520-24
• [学会発表] ビデオマススコープによる1生細胞内分子分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野初, 升島努
  • 学会等名: 若手研究者公開特別シンポジウムミトコンドリアとDDS2
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2012-01-20
• [学会発表] 1細胞質量分析法による植物細胞のダイレクト分子探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: シンポジウム「プロテオミクスを生命科学に生かす10の方法」
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 20111124-25
• [学会発表] Live Single-cell MS Mediated Monitoring of Molecular Diffusion through Gap Junction in Normal Human Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tsuyama, H. Mizuno, I. Sakane, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 59th ASMS Conference
  • 発表場所: Denver, USA
  • 年月日: 20110605-9
• [学会発表] Live Single Cell Video-Mass Spectrometry. (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Masujima
  • 学会等名: ICAS2011国際分析科学会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] Pico-drop Sweat Nano MS from a Single Sweat Glandona Finger (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Hiramoto, K. Honda, N. Tsuyama, H. Mizuno, T. Harada, I. Sakane, T. Masujima
  • 学会等名: ICAS2011国際分析科学会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] Live Single-Cell MS for Direct Analysis of a Lipid Droplet in a Single HepG2 Cell. (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Takeshima, S. Date, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: ICAS2011国際分析科学会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] Exploration of Neoplastic Tumor Marker by Differential LC-MS (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirai, N. T suyama, H. Mizuno, E. Hiyama, T. Masujima
  • 学会等名: ICAS2011国際分析科学会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] Live Single Cell Video-Mass Spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Masujima
  • 学会等名: ICAS2011国際分析科学会議
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110522-26
• [学会発表] Live Single-cell Direct Metabolomics and Its Applications (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努, 津山尚宏, 水野初
  • 学会等名: 日本薬学会第131年会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 20110328-31
• [学会発表] Live Single-Cell Mass Spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: The 5^<th> International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20110303-04
• [学会発表] 質量分析と電気自動車,その未来と各企業の関わり (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 日本分析化学会中四国支部周南地区講演会
  • 発表場所: 周南
  • 年月日: 2011-12-02
• [学会発表] バイオ質量分析の最前線1細胞リアルタイム質量分析法による植物分析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 農研機構シンポジウム「農産物の安全,安心を支える高精度分析」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] pico-診断の可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 第3回メタボロミクス研究会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2011-10-25
• [学会発表] 1細胞リアルタイム質量分析とその食品・農業応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 農業研究機構セミナー
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-08-05
• [学会発表] 1細胞質量分析で見るミクロの薬物代謝 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 金沢大学薬学シンポジウム2011-創薬動態フォーラムin金沢-
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2011-07-29
• [学会発表] Live Single-cell Mass Spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 日本質量分析学会北海道談話会・講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-07-21
• [学会発表] 高感度,高分解能MSが拓く1細胞リアルタイム質量分析の世界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: サーモフィッシャーサイエンティフィックユーザーズフォーラム
  • 発表場所: 豊中
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] 高感度,高分解能MSが拓く1細胞リアルタイム質量分析の世界 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: サーモフィッシャーサイエンティフィックユーザーズフォーラム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-07-05
• [学会発表] 細胞のダイナミックイメージング分子探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 第4回岡山大 & 理研ジョイントシンポジウム2011
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-07-04
• [学会発表] 1生細胞ダイレクト質量分析法とその応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 日本質量分析学会春季シンポジウム「最先端質量分析研究の未来と戦略」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-05-19
• [学会発表] 1生細胞オンタイム分子探索法と生命科学 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 統合バイオセミナー
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-02-22
• [学会発表] 質量分析(MS)のやさしい原理からピコ滴無痛診断まで-MSが変える臨床検査の未来- (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 第21回生物試料分析科学会年次学術集会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2011-02-19
• [学会発表] 生きた1個の細胞からの超微量試料即時分析技術の実用化と創薬 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 医薬品臨床開発ならびに臨床応用の可能性先端医薬品開発・評価特論ワークショップ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-02-11
• [学会発表] Live Single-cell Mass Spectrometry for Drug Discovery and Diagnosis (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsutomu Masujima
  • 学会等名: Fip Pharmaceutical Sciences 2010 World Congress
  • 発表場所: New Orleans, USA
  • 年月日: 20101114-18
• [学会発表] 一細胞リアルタイムnanoMS法による細胞分子変動追跡 (2010)
  • 著者名/発表者名: 津山尚宏, 水野初, 原田隆範, 升島努
  • 学会等名: 第23回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • 発表場所: 宮城
  • 年月日: 20100721-0723
• [学会発表] 1細胞ダイレクト質量分析法と高速創薬 (2010)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 第47回薬剤学懇談会研究討論会「新技術,新素材が切り拓く薬剤開発」
  • 発表場所: 高山
  • 年月日: 20100623-0625
• [学会発表] 1細胞ダイレクト質量分析法による細胞内小器官メタボロミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野初, 津山尚宏, 原田隆範, 升島努
  • 学会等名: 第58回質量分析総合討論会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20100616-0618
• [学会発表] 1細胞質量分析におけるダイレクトメタボロミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野初, 升島努
  • 学会等名: 第17回クロマトグラフィーシンポジウム
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 20100603-0605
• [学会発表] Robotized Video-Mass Scope for Direct and Live Single-cell Molecular Exploration (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Masujima, N. Tsuyama, H. Mizuno, T. HaradaI. Sakane
  • 学会等名: 59th ASMS Conference on Mass Spectrometry
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20100523-27
• [学会発表] 1生細胞・小器官のダイレクト分子探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 日本学術会議公開シンポジウム「生命動態システム科学」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20100507-0508
• [学会発表] 一細胞ビデオマススコープ法によるディファレンシャル分子解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 津山尚宏, 升島努
  • 学会等名: 日本薬学会第130年会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 20100328-0330
• [学会発表] 生きた細胞1個のリアルタイム分子探索MS (2010)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20100326-29
• [学会発表] 1細胞ダイレクト質量分析による細胞内小器官メタボロミクス (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野初, 升島努
  • 学会等名: 8^<th> JST-BIRD Workshop「MassBankと最新分析科学」
  • 発表場所: 鶴岡
  • 年月日: 20100128-29
• [学会発表] 1細胞のリアルタイム分子機構解明ー生命科学の夢に向かってー (2010)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 第8回化学イノベーションシンポジウム
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] 1生細胞リアルタイム質量分析法による高速創薬と安全性評価応用への可能性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 住友化学セミナー
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] 1細胞リアルタイム分子探索と創薬 (2010)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: アステラス製薬学術講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-06-15
• [学会発表] 1生細胞ダイレクト分子探索MS法の展開と今後 (2010)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 第22回東海北陸合同談話会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2010-06-05
• [学会発表] 一細胞ビデオMSによる網羅的細胞分析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 升島努
  • 学会等名: 中外製薬シンポジウム
  • 発表場所: 鎌倉
  • 年月日: 2010-04-12
• [学会発表] Live Single-cell Mass Spectrometry for Directand Real Time Molecular Analysis of Dynamic Cells and for Diagnosis (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Masujima
  • 学会等名: CSCB & NCC Joint Seminer
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2010-02-07
• [学会発表] Microregional Analysis of Allergic Granule in a RBL-2H3 Cellby Live Single-cell Mass Spectrometry
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, H. Mizuno, N. Tsuyama, S. Date, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 60th ASMS Conference
• [学会発表] In-situ Analysis of Plant Phototropism molecules by Live Singe-cell Mass Spectrometry
  • 著者名/発表者名: T. Fujii, S. Date, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 60th ASMS Conference
• [学会発表] In-situ Analysis of Plant Bioactive Molecules by Live Single-cell Mass Spectrometry
  • 著者名/発表者名: S. Matsuda, S. Date, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 60th ASMS Conference
• [学会発表] Detection of Drug Metabolism Heterogeneity in Primary Human Hepatocytes by Live Single-cell Mass Spectrometry
  • 著者名/発表者名: N. Tsuyama, Y. Fukano, H. Mizuno, T. Harada, S. Date3, T. Masujima
  • 学会等名: 60th ASMS Conference
• [学会発表] Development of Direct Micro-Extracting Mass Spectrometry for Analysis of Molecules in Tissue Section
  • 著者名/発表者名: S. Date, T. Masujima
  • 学会等名: 60th ASMS Conference
• [学会発表] Live Single-cell Mass Spectrometry for Tracing Metabolic Processes in Organelle
  • 著者名/発表者名: H. Mizuno, N. Tsuyama, S. Date, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: IMSC2012
• [学会発表] In-situ Analysis of Phototropic Molecules in plant by Live Singe-cell Mass Spectrometry
  • 著者名/発表者名: T. Fujii, S. Date, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Masujima
  • 学会等名: IMSC2012
• [学会発表] In-situ Analysis of Plant Bioactive Molecules by Live Single-cell Mass Spectrometry
  • 著者名/発表者名: S. Matsuda, S. Date, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: IMSC2012
• [学会発表] Analysis of Specific Molecules in Allergic Granule by Live Single-cell Mass Spectrometry
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, S. Date, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Masujima
  • 学会等名: IMSC2012
• [学会発表] Realtime molecular analysis of allergenic response in single mast cell by fluorescence probe-assisted Live Single-cell MS
  • 著者名/発表者名: Y. Kawai, N. Tsuyama, H. Mizuno, S. Date, T. Masujima
  • 学会等名: IMSC2012
• [学会発表] Time Dependent Changes of Intracellular Signal Relating Small Compoundsin Allergy Model Cell Line, RBL-2H3
  • 著者名/発表者名: T. Shinasue, Y. Okamura, H. Mizuno, N. Tsuyama, S. Date, T. Masujima
  • 学会等名: IMSC2012
• [学会発表] Direct molecular analysis by pico-drop sweat trapping from a single gland on a finger
  • 著者名/発表者名: H. Hiramoto, K. Honda, N. Tsuyama, H. Mizuno, I. Sakane, S. Date, T. Masujima
  • 学会等名: IMSC2012
• [学会発表] Live Single-cell Mass Spectrometry for Real Time Molecular Detection of a Stimulated Allergy Cell Organelle
  • 著者名/発表者名: H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 59th ASMS Conference
• [学会発表] Efficient searching of plant photo-response molecules by the Live Single-Cel MS and look-up metabolic map software
  • 著者名/発表者名: T. Fujii, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 59th ASMS Conference
• [学会発表] Live Single-Cell Mass Spectrometry for Detection of Bioactive Substance in a Radish Sprouts
  • 著者名/発表者名: M. Shuichi, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 59th ASMS Conference
• [学会発表] Simultaneous Molecular Analysis from Different Organelle in a Live Single Cell by Dual Tip Live Single-cell MS
  • 著者名/発表者名: Y. Yamamoto, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 59th ASMS Conference
• [学会発表] Investigation of Matrix Effect Focused on Interaction among Matrix and Target Molecules
  • 著者名/発表者名: M. Wakimoto, H. Mizuno, N. Tsuyama, T. Harada, T. Masujima
  • 学会等名: 59th ASMS Conference
• [図書] 試料分析講座「タンパク質」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 津山尚宏、水野初、升島努
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: 丸善出版
• [図書] 試料分析講座「アミノ酸と生体アミン」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野初、津山尚宏、升島努
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: 丸善出版
• [図書] 試料分析講座「創薬の分析化学」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 升島努、津山尚宏、水野初
  • 総ページ数: 257-262
  • 出版者: 丸善出版
• [図書] その解析技術と臨床・創薬応用研究の最前線 (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野初,津山尚宏,升島努
  • 総ページ数: 146-151
  • 出版者: メディカルドゥ
• [図書] 薬学分析科学の最前線 (2009)
  • 著者名/発表者名: 升島努,水野初,津山尚宏,原田隆範
  • 総ページ数: 134-135
  • 出版者: じほう
• [備考] 受賞升島努2008年日本分析化学会学会賞「ダイナミックイメージング分子探索分析法の創成と展開」
  • URL: http://www.chugoku-np.co.jp/News/Tn201205020037.html
• [備考] テレビ報道:NHK2009年1月18日「細胞の謎を解け」NHK2011年9月24日サイエンスZERO「シリーズ細胞の世界(6)ニッポンが切り開く未来」
  • URL: http://www.nationalgeographic.co.jp/news/news_article.php?file_id=00020120501004
• [備考] 新聞報道:中国新聞2008年12月28日(1面)、日経新聞2009年1月5日、読売新聞2009年5月19日、科学新聞2009年5月29日(1面)、日経新聞2009年12月12日中国新聞2012年5月2日科学新聞2012年6月8日(1面)
  • URL: http://scienceportal.jp/news/daily/1205/1205011.html
• [備考] ネット報道
  • URL: http://www.riken.jp/r-world/info/release/press/2012/120425/
• [備考]
  • URL: http://home.hiroshima-u.ac.jp/analytic/
• [産業財産権] 細胞観察をともなった細胞液捕獲と成分分析法および細胞液捕獲・分析装置 (2008)
  • 発明者名: 升島努、津山尚宏、水野初
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学/(株) HUMANIX
  • 産業財産権番号: 特許、PCT/ JP2008/ 070060
  • 出願年月日: 2008-11-04
  • 外国