新規ダイナミックスポット法による癌組織からの分子標的蛋白の検出に関する基礎的研究

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16560683
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岸本 通雅 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (00144436)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 誠二 京都大学, 大学院・医学研究科, 講師 (00303834) ; 大政 健史 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (00252586)
• Keywords: 二次元電気泳動 / 画像解析 / プロテオーム解析

Research Abstract

癌治療などで期待されている標的タンパクを利用した分子標的医薬の開発が盛んに行われている。本研究では、標的タンパクの検出に着目し、二次元電気泳動画像からタンパク質含有量を正確に測定する方法の確立を目ざしたものである。従来の画像解析法では、二次元電気泳動ゲルの染色を終えた後、デジタルカメラやスキャナーによりゲル画像を取り込み、解析する。従ってゲルの現像時間によって検出されるスポットの数が変化し、データの再現性が十分得られなかった。しかし、タンパク質のディファレンシャルディスプレイ分析を正確に行うには、発現しているタンパク質を再現性よく、正確に認識できなくてはならない。
以上の問題を克服するため現像時間中のゲル画像の経時変化を使って、タンパク質スポットの認識を行うアルゴリズム(ダイナミックスポット法)を開発した。この方法によるとたとえスポットが重なってしまっても、前の現像の時点でそれらのスポットが分かれていれば、その境界線等を用いて、スポットの領域を分離することが可能となる。そのため現像を長時間行って、全体が黒くなってしまったようなゲルからでも、微量なタンパク質に対応するスポットも検出することが可能となるのである。ダイナミックスポット解析法を用いると、従来法と比べて、大腸菌においては70%、肝臓癌手術献体においては40%検出スポット数が増加した。
しかし、以上のダイナミックス法は、経時的にゲルの撮影を行わなくてはならないので、従来のシステムでは撮影する度に振とう装置から壊れやすいゲルを撮影装置の下まで移動させるので、操作は煩雑なものとならざるを得なかった。その問題を解決するため本研究ではホリババイオテクノロジーとSmart Imagerを構築し、ゲル画像の経時変化を測定できるようにした。またその中に上述のアルゴリズムに基づく画像解析プログラムをインストールし、現像操作から画像解析まで自動的に処理できるシステムを作成した。
以上スポットの検出には本システムが有効なことが確認できたが、今後はタンパク質の定量化を目指して、画像の経時変化から現像プロセスの反応速度論的パラメータを算出し、タンパク質量との関係を検討したい