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2013 年度 実績報告書

一細胞質量顕微鏡法による血液細胞のメタボローム解析

研究課題

研究課題/領域番号 25293044
研究種目

基盤研究(B)

研究機関浜松医科大学

研究代表者

瀬藤 光利  浜松医科大学, 医学部, 教授 (20302664)

研究分担者 木村 芳滋  浜松医科大学, 医学部, 助教 (90274703)
早坂 孝宏  浜松医科大学, 医学部, 助教 (90415927)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード血液細胞 / 質量顕微鏡 / 一細胞解析 / 代謝物 / 分子イメージング
研究概要

フローサイトメトリー法により健常人の血液細胞中のCD4陽性T細胞、CD8陽性T細胞、B細胞、NK細胞を分離する条件を確立した。分離された細胞をインジウム酸化スズ被膜スライドグラスへ接着する際の遠心条件、洗浄方法、保存方法を検討し最適化した。更に質量顕微鏡解析におけるレーザー強度、質量範囲等の条件を最適化することにより、一細胞中の生体代謝物を網羅解析し各細胞中のリン脂質フォスファチジルコリン(PC)由来イオンを検出することができた。化合物の特定にはデータベース及び文献情報を利用した。即ち、健常人血液試料調整方法の確立と、質量顕微鏡法における血液細胞中分子の特定に成功した。
解析可能となった血液細胞サブセットのうち、T細胞の質量顕微鏡解析を進めた。PC(32:0)水素付加体に相当する質量電荷比(m/z)762.5がCD4陽性T細胞においてCD8陽性T細胞より低いシグナル強度で検出されたのに対し、PC(34:0)水素付加体に相当するm/z 772.5は高いシグナル強度で検出された。リンパ球の種類によりPC組成が異なることが明らかとなった。
また、多発性骨髄腫細胞株を添加したモデル血液を用いて、フローサイトメトリー法による患者検体からの骨髄腫細胞の分離・解析条件を検討し、最適条件を明らかにした。
血液細胞の一細胞質量顕微鏡解析は報告されておらず、脂質組成に着目した血液細胞亜集団の性状解析を推し進めたという点で非常に重要なものであった。更に本年度は計画を上回る進捗として多発性骨髄腫の回収方法を確立することにも成功した。多発性骨髄腫は形質細胞由来の悪性腫瘍であり、正常形質細胞との比較解析は骨髄腫の病態解明に繋がる可能性がある。以上から本年度はミクロ解剖学的にも基礎医学的にも極めて重要な成果が得られた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

今年度達成目標であった、健常人からの血液細胞の回収方法の確立は計画通り達成できた。更に計画を上回る進捗速度で、回収した細胞を対象とした一細胞質量顕微鏡法の測定条件を確立することに成功した。3カ年を掛けて進める予定である血液細胞サブセット解析については、本年度はCD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞中の脂質・代謝物の検出・可視化に成功し計画以上の進展であった。検出された一部の分子について分子種を特定することができた点でも目標を上回った。さらに計画上は来年度以降に行うこととなっていた実施事項として、造血系腫瘍である多発性骨髄腫細胞の回収・解析方法を早くも確立することができた。従って本年度は、当初の計画を大幅に上回る進展を得ることができた。

今後の研究の推進方策

申請時の計画に従い、引き続き健常人血液細胞サブセットの質量顕微鏡解析に取り組む。今年度特定された血液細胞で発現する分子以外についても、引き続きデータベースあるいは多段階質量分析法を用いて特定作業を進めていく。造血器腫瘍細胞である多発性骨髄腫細胞の解析については、予定を上回って回収・解析条件を確定することができたので、患者検体を用いた実験に移行していく。計画通り、次年度は二次イオン質量分析法による解析にも取り組む。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Single Cell Lipidomics of SKBR-3 Breast Cancer Cells by Using Time-of-Flight Secondary-Ion Mass Spectrometry.2014

    • 著者名/発表者名
      Ide Y, Waki M, Ishizaki I, Nagata Y, Yamazaki F, Hayasaka T, Masaki N, Ikegami K, Kondo T, Shibata K, Ogura H, Sanada N, Setou M.
    • 雑誌名

      Surf Interface Anal.

      巻: in press ページ: in press

    • 査読あり
  • [学会発表] Application of Imaging Mass Spectrometry for Biological Samples2013

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Hayasaka
    • 学会等名
      9th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices’13
    • 発表場所
      Sheraton Kona(Hawaii, USA)
    • 年月日
      20131202-20131206
    • 招待講演
  • [学会発表] Lipid imaging with mass spectrometry2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsutoshi Setou
    • 学会等名
      16th GEM - 10th GERLI meeting - GEM/GERLI lipidomics meeting
    • 発表場所
      Saint-Jean-Cap-Ferrat(France)
    • 年月日
      20131110-20131114
    • 招待講演
  • [学会発表] Subcellular analysis using TOF-SIMS successfully depicts organelles in nuclei2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsutoshi Setou
    • 学会等名
      19th international conference on secondary ion mass spectrometry (SIMS-19)
    • 発表場所
      ICC JEJU(Korea)
    • 年月日
      20130929-20131004
  • [学会発表] Single Cell Analysis of Multiple Myeloma With Secondary Ion Mass Spectrometry2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Nagata, Itsuko Ishizaki, Yoshimi Ide, Michihiko Waki, Kazunori Ohnishi, Noriaki Sanada and Mitsutoshi Setou
    • 学会等名
      19th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry
    • 発表場所
      ICC JEJU(Korea)
    • 年月日
      20130929-20131004
  • [学会発表] Single-Cell Analysis of Human Breast Cancer Cells by Secondary-Ion Mass Spectrometry2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshimi Ide, Michihiko Waki,Itsuko Ishizaki, Yasuyuki Nagata, Hiroyuki Ogura, Noriaki Sanada and Mitsutoshi Setou
    • 学会等名
      19th International Conference on Secondary Ion Mass Spectrometry
    • 発表場所
      ICC JEJU(Korea)
    • 年月日
      20130929-20131004
  • [学会発表] 創薬における質量顕微鏡法の可能性2013

    • 著者名/発表者名
      瀬藤光利
    • 学会等名
      創薬薬理フォーラム 第21回シンポジウム
    • 発表場所
      日本薬学会 長井記念館 (東京都渋谷区)
    • 年月日
      20130919-20130920
  • [学会発表] IMAGING MASS SPECTROMETRY WITH ION MOBILITY2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsutoshi Setou
    • 学会等名
      Translating Omics Science to Clinical Applications 2013 (TOSCA'13)
    • 発表場所
      City University of Hong Kong, Hong Kong
    • 年月日
      20130813-20130815
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging mass spectrometry of lipids.2013

    • 著者名/発表者名
      Mitsutoshi Setou
    • 学会等名
      Federation of American Societies for Experimental Biology Science Research Conferences(FASEB SRC)
    • 発表場所
      ニセコヒルトンホテル(北海道ニセコ)
    • 年月日
      20130804-20130809
    • 招待講演
  • [学会発表] 質量顕微鏡研究とトランスレーショナルリサーチャー2013

    • 著者名/発表者名
      瀬藤光利
    • 学会等名
      第21回日本乳癌学会学術総会
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(浜松)
    • 年月日
      20130627-20130629
  • [学会発表] Development and Application of Imaging Mass Spectrometry2013

    • 著者名/発表者名
      瀬藤光利
    • 学会等名
      RJG-Ph.D. Congress XIV
    • 発表場所
      Jomtien Palm Beach Resort(Thai)
    • 年月日
      20130405-20130407
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞・組織の2D質量分析イメージング

    • 著者名/発表者名
      瀬藤光利
    • 学会等名
      日本学術会議公開シンポジウム「医学・生命科学の革新的発展に資する統合バイオイメージングの展望 」
    • 発表場所
      日本学術会議講堂(東京都港区)
    • 招待講演
  • [備考] 浜松医科大学 解剖学講座 細胞生物学分野

    • URL

      http://www.hama-med.ac.jp/mt/setou/ja/

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公開日: 2015-05-28  

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