新規天然蛍光イメージリング剤の創出と生細胞内動的解析

2020 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K05736
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 大崎 愛弓 日本大学, 文理学部, 教授 (50161360)
• 研究分担者: 福山 愛保 徳島文理大学, 薬学部, 教授 (70208990)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 植物成分 / 蛍光化合物 / 蛍光特性 / 細胞導入 / 蛍光イメージリング

研究実績の概要

国内産木本を中心とした独自のライブラリを構築し，高知県西南部の植物種約300種について，蛍光スクリーニングを行った。まず，メタノールエキスを各々作成し，それをメタノールに溶かしたのち，蛍光剤の入っていないTLCに塗布し，365nmの紫外線を照射することにより，スポットが蛍光を発するもの（ただし，葉緑素については赤色蛍光を示すことからその点は考慮し除いた）を選別し，強く光るものについては，TLC上で展開し，その展開スポットについて，適当な蛍光スポットがあるものについて選別を行った。いくつかのエキスが蛍光を発することが明らかとなった。
ミカン科コクサギについて，ひき続き検討を行い、さらに成分を単離し、溶媒特性などについて構造との蛍光特性の比較について検討をおこなった。
現在、ミカン果皮の蛍光成分について，種々の柑橘類の果皮について蛍光成分を単離した。これらの蛍光成分はすでにポリメトキシフラボン（PMF)であることが明らかとなっているが、蛍光特性や、また、生細胞への導入、生体プローブとしての応用事例についての検討などはなされていない。そこで、現在、流通している不知火果皮を用いて蛍光成分を単離し、蛍光特性を明らかとすることに成功した。置換基の位置により、蛍光極大波長などは大きく変化することが明らかとなった。さらに、これらの化合物を用いてHeLa生細胞を用いて、細胞への蛍光導入実験を行った結果、うまく細胞内への蛍光導入に成功した。
これらの詳細については、今後検討を行っていく予定である。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

昨年度については，ミカン科植物を中心とした蛍光成分についての検討を行っている。コクサギの強い蛍光成分であるシキミアミンについては，蛍光導入に成功し，細胞核膜近縁のみの染色に成功した。ミカン科不知火果皮の蛍光成分であるポリメトキシフラボンについては，蛍光色素の同定と，メトキシ位置による蛍光特性について検討を行ったのち，生細胞への導入実験を行い，成功した。細胞染色位置については，今後，詳細な検討を行う予定である。

今後の研究の推進方策

ミカン科植物の蛍光成分については興味ある結果を得ているため，引き続き続行するとともに、今後は，ミカン科に属するヘテロ芳香族化合物についての検討を継続することとする。
そのほかの植物蛍光成分を見出すために，新たな植物ライブラリー構築を目指すとともに，蛍光スクリーニングを継続的に行うこととする。一方，Quassia amara由来のカンチン誘導体については，合成した誘導体を細胞への導入を行うことを積極的に進めることとする。
それらを用いて，染色後の細胞分画などを通して，核内への導入を阻止する因子を突き止めることを行っていく。それらの方法論を確立し，核内動態について明らかにしていくこととする。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍により，植物採集等の出張が出来なかったこと。翌年度行う予定の生物的な実験のために予算を残したことによる。
2021年度は、昨年度行えなかった植物採集を行う。また、天然蛍光物質の細胞への導入実験および蛍光化合物の染色の位置の確認などについて実験を遂行予定である。そのため、採集費用および細胞維持管理のための資材、培養資材、蛍光導入資材などに使用する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] 中国科学アカデミー/昆明植物研究所(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 中国科学アカデミー/昆明植物研究所
• [雑誌論文] 中国横断山脈地域産キク科Ligularia cyathicesのセスキテルペノイド成分 (2020)
  • 著者名/発表者名: 舟崎真理子，吉川健太，廣田洋 ;Gong Xun，黒田智明，大崎愛弓
  • 雑誌名: 日本大学文理学部自然科学研究所研究紀要 巻: 55 ページ: 271-276
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Indonesian ginger (Bangle) extract promotes neurogenesis of human neural stem cells through WNT pathway activation (2020)
  • 著者名/発表者名: Hirano, Kazumi; Kubo, Miwa; Fukuyama, Yoshiyasu; Namihira, Masakazu
  • 雑誌名: International journal of molecular Scienceses 巻: 21 ページ: none
  • DOI: 10.3390/ijms21134772
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metabolite Profiling of Javanese Ginger Zingiber purpureum and Identification of Antiseizure Metabolites via a Low-Cost Open-Source Zebrafish Bioassay-Guided Isolation (2020)
  • 著者名/発表者名: Brillatz, Theo; Kubo, Miwa; Takahashi, Shimon; Jozukuri, Natsumi; Takechi, Kenshi; Queiroz, Emerson Ferreira; Marcourt, Laurence; Allard, Pierre-Marie; Fish, Richard; Harada, Kenichi; Ishizawa, Keisuke; Crawford, Alexander D.; Fukuyama, Yoshiyasu; Wolfender, Jean-Luc
  • 雑誌名: Journal of Agricultural and Food Chemistry 巻: 68 ページ: 7904-7915
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2020.127497
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Asymmetric Construction of Vicinal Stereocenters Containing Quaternary and Tertiary Carbons: Application to the Formal Synthesis of (-)-Chenopodene (2020)
  • 著者名/発表者名: Harada, Kenichi; Ibaragi, Daisuke; Edazawa, Yui; Sakashita, Masanori; Nakata, Ayane; Kubo, Miwa; Carter, Rich G.; Fukuyama, Yoshiyasu
  • 雑誌名: European Journal of Organic Chemistry 巻: 2020 ページ: 420-423
  • DOI: 10.1002/ejoc.201901722
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] cis-Banglene, a bangle (Zingiber purpureum)-derived bioactive compound, promotes mitochondrial biogenesis and glucose uptake by activating the IL-6/AMPK signaling pathway in C2C12 skeletal muscle cells (2020)
  • 著者名/発表者名: Norikura, Toshio; Kajiya, Shiori; Sugawara, Mami; Kubo, Miwa; Fukuyama, Yoshiyasu; Sato, Shin
  • 雑誌名: Journal of Functional Foods 巻: 64 ページ: 103632
  • DOI: 10.1016/j.jff.2019.103632
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Serine protease inhibitors and activators from Dalbergia tonkinensis species (2020)
  • 著者名/発表者名: Son, Ninh The; Suenaga, Midori; Matsunaga, Yoiichi; Luu, Van Chinh; Kubo, Miwa; Harada, Kenichi; Nguyen, Manh Cuong; Fukuyama, Yoshiyasu
  • 雑誌名: Jounal of Natural Medicines 巻: 74 ページ: 257-263
  • DOI: 10.1007/s11418-019-01347-y
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 不知火蛍光成分に関する研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大崎愛弓，神長楓，舟崎真理子，影近弘之，平野智也
  • 学会等名: 第64回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
• [学会発表] 中国横断山脈地域産Ligularia kanaitzensisnおよびLiglaria substicata の成分類似性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 花井亮，岡本育子，橋田拓弥，塩尻小鈴，関口光貴，大崎愛弓，通元夫，Gong Xun，黒田智明
  • 学会等名: 第64回香料・テルペンおよび精油化学に関する討論会
• [学会発表] ブラジル産薬用植物Anchiatia pyrifoliaの新規フリーデラン型トリテルペン成分 (2020)
  • 著者名/発表者名: 舟崎真理子，米田泰幸，湊知恵，岡本康子，大崎愛弓
  • 学会等名: 日本薬学会第140会年会
• [学会発表] 中国横断山脈地域産サルビア属植物のジテルペン成分と多様性 (2020)
  • 著者名/発表者名: 大崎愛弓，関口光貴，野部由稀子，舟崎真理子，廣田洋，岡本育子，松崎桂一，Gong Xun
  • 学会等名: 日本薬学会第140回年会
• [学会発表] 三成分縮合反応を利用したアマラステリンAの合成研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 久米貴大，高橋賢龍，原田研一，久保美和，大崎愛弓，福山愛保
  • 学会等名: 日本薬学会第140年会