2022 Fiscal Year Annual Research Report
特異的化学修飾を基軸とする内存性GABA(A)受容体のバイオセンサー化
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20K05746
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
坂本 清志 京都大学, 工学研究科, 特定准教授 (30335228)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | GABA(A)受容体 / リガンド指向性化学 / タンパク質ラベル化 / バイオセンサー / 蛍光イメージング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
GABA(A)受容体は、中枢神経系における速い抑制性神経伝達の大部分を行うことが知られている。GABA(A)受容体は、神経伝達制御において必須であり、その機能異常は不安障害や睡眠障害、うつ病、統合失調症など多くの精神疾患に関与することから、様々な神経疾患治療や新規向精神薬開発の標的となっている。しかしながら、その複雑なサブユニット構成から理論的薬剤設計やハイスループットスクリーニング系の構築は未だ困難な状況にある。従って、実際の脳内における内存性GABA(A)受容体の発現分布や機能、薬剤応答性を詳細かつ系統的に分析可能なアッセイ系の開発は、様々な神経疾患治療や複雑な脳機能の分子レベルでの解明において多大な貢献を果たすことが期待される。本申請課題では、生きたマウス脳や初代培養神経細胞における内在性GABA(A)型イオンチャネル受容体に対する特異的化学標識を基軸とした薬剤アッセイ系を構築することを目的とした。具体的には、当研究室で独自に開発したリガンド指向性アシルイミダゾール（LDAI）化学法を用い、生きたマウス脳内や急性脳スライス上に存在する内在性GABA(A)受容体のリガンド結合部位近傍に蛍光色素や機能性原子団を位置特異的に導入する。これにより、リガンド認識特性や受容体機能を維持したまま内在性GABA(A)受容体の蛍光バイオセンサー化を図る。これまでに、用いるリガンドの種類や蛍光色素の構造、分子全体の疎水性や電荷の数などを検討することで、実際に、生きたマウス脳内に存在するGABA(A)受容体の特異的化学ラベル化に成功している（論文投稿中）。また、独自に開発したターンオン型蛍光プローブをもちいで培養細胞上に発現したGABA(A)受容体に対する化合物スクリーニングを行い、新規のアロステリック薬剤候補を見出すことにも成功した (Br. J. Pharmacol.、２０２２)。
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