脂質マシナリーの可視化

2011 年度 実績報告書

• 研究領域: 生命応答を制御する脂質マシナリー
• 研究課題/領域番号: 23116510
• 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)
• キーワード: 脂質 / イメージング / 炎症

研究概要

脂質および脂質動態の可視化について、以下のような成果が出た。
1)統合失調症患者の死後脳を質量顕微鏡で解析し、前頭前皮質においてリン脂質の分布が異常であることを見出した(Matsumotoら報告)。2)マウスの舌を質量顕微鏡で解析しスフィンゴ脂質の特徴的分布の可視化に成功した(Enomotoら報告)。3)動脈硬化症の標本を質量顕微鏡で解析し、新しい組織病理学的特徴を見出した(Zaimaら報告)。4)正常ヒト死後脳を質量顕微鏡で解析し、大脳の灰白質と白質においてヒドロキシル化サルファチドと非ヒドロキシル化サルファチドの分布が大きく異なることを見出した(Yukiら報告)。5)TLCプロット法と質量顕微鏡を組み合わせ、ヒト脳のガングリオシド分子種の分離・同定に成功した(Valdes-Gonzalezら報告)。6)下肢静脈瘤を質量顕微鏡で解析し、脂質の局所的な蓄積とリンパ管の消失を発見した(Tanakaら報告)。7)領域の班員である新潟大学大学院医歯学総合研究科遺伝性皮膚疾患研究室との共同研究として、若年、中年、壮年期のヒトからの毛髪を質量顕微鏡で解析し、加齢に伴って変化する脂質分子種の可視化および同定に成功した(Wakiら報告)。なお本報告は加齢の分子マーカー候補を発見したとして新聞各紙で報道された。8)マウス精巣を質量顕微鏡で観察し、精巣の発達に伴う脂質分子種の分布変化を明らかにした(Goto-Inoueら報告)。9)術後脳浮腫に対する様々な灌流液の効果を質量顕微鏡により評価し、効果のある液体を同定した。この発見は今後、術後脳浮腫の予防に結びつくと期待される。10)培養神経細胞を質量顕微鏡で解析し、神経軸索の基部と遠位部においてリン脂質の分子種の組成が大きく異なること、さらにはその脂質分子種の差違がアクチン繊維のダイナミクスにより生み出されていることを発見した(Yangら報告)。これは質量顕微鏡技術により細胞生物学レベルで脂質分布が可視化された世界で初めての知見であり、質量顕微鏡の新たな可能性を示した。

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

脂質および脂質代謝に関する報告をすでに原著論文に15報発表した。また、領域で推奨されている領域の班員同士の共同研究についても、新潟大学大学院医歯学総合研究科遺伝性皮膚疾患研究室との共同研究がすでに原著論文として公表済みである。さらに領域が推奨する若手の活躍という観点でも、学部生が筆頭著者として原著論文を発表した。以上のように、当初計画を上回る勢いで研究が進展している。

今後の研究の推進方策

当初の計画以上に研究が進展しているため、最終年度にあたる平成24年度はより挑戦的な研究に取り組みたい。例えば、脂質代謝異常による疾患の治療を目指したモデル動物の作出やその解析などが学術的にも臨床応用面でも非常に重要になると考えられる。あるいは質量顕微鏡と次世代シーケンサを組み合わせた新しい解析手法を確立し、そこから既存の概念を超える新しいブレークスルーをもたらしたい。

研究成果

• [雑誌論文] Imaging mass spectrometry reveals changes of metabolites distribution in mouse testis during testicular maturation (2012)
  • 著者名/発表者名: Goto-Inoue N, Hayasaka T, Zaima N, Setou M
  • 雑誌名: Surf Interface Anal
  • DOI: DOI:10.1002/sia.3869
  • 査読あり
• [雑誌論文] Axonal gradient of arachidonic acid-containing phosphatidylcholine and its dependence on actin dynamics (2012)
  • 著者名/発表者名: Yang H, Sugiura Y, Ikegami K, Konishi Y, Setou M
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 ページ: 5290-5300
  • DOI: DOI:10.1074/jbc.M111.316877
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nanoparticle-assisted Laser Desorption/ionization [nano-PALDI]-based Imaging Mass Spectrometry [IMS] and its Application to Brain Science (2012)
  • 著者名/発表者名: Hameed S, Sugiura Y, Kimura Y, Shrivas K, Setou M
  • 雑誌名: Nanomedicine and the Norvous System ページ: 97-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] Abnormal phospholipids distribution in theprefrontal cortex from a patient withschizophrenia revealed by matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto J, Sugiura Y, Yuki D, Hayasaka T, Goto-Inoue N, Zaima N, Kunii Y, Wada A, Yang Q, Nishiura K, Akatsu H, Hori A, Hashizume Y, Yamamoto T, Ikemoto K, Setou M, Niwa SI
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 400 ページ: 1933-1943
  • DOI: DOI:10.1007/s00216-011-4909-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of phosphatidylcholine, lysophosphatidylcholine and sphing omyelin in mouse tongue body by matrix-assisted laser desorption/ionization imaging mass spectrometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Enomoto H, Sugiura Y, Setou M, Zaima N
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 400 ページ: 1913-1921
  • DOI: DOI:10.1007/s00216-011-4924-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging mass spectrometry reveals characteristic changes in triglyceride and phospholipid species in regenerating mouse liver (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyamura N, Nakamura T, Goto-Inoue N, Zaima N, Hayasaka T, Yamasaki T, Terai S, Sakaida I, Setou M, Nishina H
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 408 ページ: 120-125
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbrc.2011.03.133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging mass spectrometry-based histopathologic examination of atherosclerotic lesions (2011)
  • 著者名/発表者名: Zaima N, Sasaki T, Tanaka T, Cheng XW, Onoue K, Hayasaka T, Goto-Inoue N, Enomoto H, Unno N, Kuzuya M, Setou M
  • 雑誌名: Atherosclerosis 巻: 217 ページ: 427-432
  • DOI: DOI:10.1016/j.atherosclerosis.2011.03.044
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neuroaxonal dystrophy in calcium-independent phospholipase A2β deficiency results from insufficient remodeling and degeneration of mitochondrial and presynaptic membranes (2011)
  • 著者名/発表者名: Beck G, Sugiura Y, Shinzawa K, Kato S, Setou M, Sakoda S, Sumi-Akamaru H
  • 雑誌名: J.Neurosci. 巻: 31 ページ: 11411-11420
  • DOI: DOI:10.1523/JNEUROSCI.0345-11.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydroxylated and non-hydroxylated sulfatide are distinctly distributed in the human cerebral cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki D, Sugiura Y, Zaima N, Akatsu H, Hashizume Y, Yamamoto T, Fujiwara M, Sugiyama K, Setou M
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 193 ページ: 44-53
  • DOI: DOI:10.1016/j.neuroscience.2011.07.045
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging mass spectrometry analysis reveals an altered lipid distribution pattern in the tubular areas of hyper-IgA murine kidneys (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Y, Obata Y, Nishino T, Kakeya H, Miyazaki Y, Hayasaka T, Setou M, Furusu A, Kohno S
  • 雑誌名: Exp Mol Pathol 巻: 91 ページ: 614-621
  • DOI: DOI:10.1016/j.yexmp.2011.07.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging Technology of Complex Lipid Molecular Species by a Combination of TLC-Blot and MALDI-TOF? Special Reference to Human Brain Ganglioside Molecular Species (2011)
  • 著者名/発表者名: Valdes-Gonzalez T, Goto-Inoue N, Hayasaka T, Ishiyama H, Setou M, Taki T
  • 雑誌名: J Glycom Lipidom 巻: 1 ページ: 1000104(全6頁)
  • DOI: DOI:10.4172/2153-0637.1000104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of lymphatic vessels and regional lipid accumulation is associated with incompetent great saphenous vein (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka H, Zaima N, Sasaki T, Yamamoto N, Sano M, Konno H, Setou M, Unno N
  • 雑誌名: J Vasc Surg
  • DOI: DOI:10.1016/j.jvs.2011.09.064
  • 査読あり
• [雑誌論文] Investigation by Imaging Mass Spectrometry of Biomarker Candidates for Aging in the Hair Cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Waki ML, Onoue K, Takahashi T, Goto K, Saito Y, Inami K, Makita I, Angata Y, Suzuki T, Yamashita M, Sato N, Nakamura S, Yuki D, Sugiura Y, Zaima N, Goto-Inoue N, Hayasaka T, Shimomura Y, Setou M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6 ページ: e26721(全9頁)
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0026721
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging Mass Spectrometry Evaluation of the Effects of Various Irrigation Fluids in a Rat Model of Postoperative Cerebral Edema (2011)
  • 著者名/発表者名: Koizumi S, Hayasaka T, Goto-Inoue N, Doi K, Setou M, Namba H
  • 雑誌名: World Neurosurq 巻: 77 ページ: 153-159
  • DOI: DOI:10.1016/j.wneu.2011.03.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Imaging mass spectrometry for lipidomics (2011)
  • 著者名/発表者名: Goto-Inoue N, Hayasaka T, Zaima N, Setou M
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1811 ページ: 961-969
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbalip.2011.03.004
  • 査読あり
• [学会発表] Biochemical Mapping with MALDI Imaging Mass Spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: 2012春季第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学(東京)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] Axonal distribution of lipids revealed by imaging mass spectrometry (2012)
  • 著者名/発表者名: Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: 第42回生理研国際シンポジウム生理研・新潟脳研合同シンポジウム
  • 発表場所: 生理学研究所(岡崎)(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-07
• [学会発表] 質量顕微鏡法によるヒト毛髪皮質における加齢マーカー分子の探索 (2012)
  • 著者名/発表者名: 脇紀彦、瀬藤光利
  • 学会等名: 新学術領域研究脂質マシナリ班若手ワークショップ
  • 発表場所: 東京大学(東京)(ポスター発表)
  • 年月日: 2012-02-02
• [学会発表] オーム研究と解析技術/神経 (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)(一般講演)
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Distinct Distribution of Hydroxylated and Non-hydroxylated Sulfatide in Human Carebral Cortex (2011)
  • 著者名/発表者名: Dai Yuuki, Yuki Sugiura, Nobuhiro Zaima, Hiroyasu Akatsu, Masami Fujiwara, Keikichi Sugiyama, Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: 59th Conference on Mass Spectrometry and Allied Topics
  • 発表場所: Denver(アメリカ)(ポスター発表)
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] 質量顕微鏡による5つのホスファチジルコリンの蝸牛における局在 (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀧澤義徳、水田邦博、中西啓、橋本泰幸、大和谷崇、岡村純、杉山健一、木村桃子、鈴木高広、早坂孝宏、瀬藤光利、峯田周幸
  • 学会等名: 日本耳鼻咽喉科学会総会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)(一般講演)
  • 年月日: 2011-05-21
• [学会発表] Changes of lipid molecules in perivascular tissues due to incompetence of lipid drainage by lymphatic vessel cause vein wall thickening (2011)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Tanaka, Nobuhiro Zaima, Takeshi Sasaki, Naoto Yamamoto, Masaki Sano, Hiroyuki Konno, Naoki Unno, Mitsutoshi Setou
  • 学会等名: Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology
  • 発表場所: Chicago(アメリカ)(ポスター発表)
  • 年月日: 2011-04-30
• [学会発表] 腹部大動脈瘤と外膜の脂肪細胞化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利、田中宏樹、財満信宏、海野直樹、今野弘之
  • 学会等名: 第100回日本病理学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)(特別講演)
  • 年月日: 2011-04-30
• [備考]
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/university/chair/setou/ja/index.html
• [産業財産権] 大動脈瘤モデル動物 (2011)
  • 発明者名: 海野直樹、田中宏樹、眞野勇記、佐野真規、財満信宏、瀬藤光利、佐々木健
  • 権利者名: 浜松医科大学
  • 産業財産権番号: 特許、2011-105426
  • 出願年月日: 2011-05-10