2023 Fiscal Year Annual Research Report
高感度質量分析法の開発に基づく１細胞アミノ酸メタボロミクスへの挑戦
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22K20718
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| Research Institution | University of Shizuoka |
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Principal Investigator |
古庄 仰 静岡県立大学, 薬学部, 助教 (20964943)
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2022-08-31 – 2024-03-31
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| Keywords | 一細胞分析 / アミノ酸 / メタボロミクス / 誘導体化 / 質量分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん組織を構成する細胞は、急速な増殖と周辺環境に対する高い感受性から、個々に遺伝子発現や代謝状態が異なることが知られている。そのため、疾患メカニズムや薬剤応答の詳細な解析には単一細胞レベルでの測定が望ましい。本研究では細胞内の主要な代謝物であり、がんの悪性化との関連が指摘されているアミノ酸に着目し、細胞1個をガラスキャピラリーに採取してキャピラリー内でアミノ酸を誘導体化し、直接質量分析に供する高感度分析法の開発を目的とした。2022年度は、種々の誘導体化試薬について反応条件および測定条件を精査し、比較的温和な条件下で反応が速やかに進行して質量分析計で誘導体が高感度に検出される試薬を見出した。開発した誘導体化法は、細胞を採取したキャピラリー内で数μLオーダーでの反応が可能であり、単一細胞内アミノ酸の検出に成功した。
2023年度は、前年度に開発した分析法について細胞を用いた評価と分析法の改良を行った。キャピラリー内に異なる個数の細胞を採取し、それぞれを誘導体化して測定した結果、細胞数の増加と共に誘導体化アミノ酸の検出強度が上昇し、定量的な評価が可能であることが示された。また、反応に使用する溶媒の種類や試薬濃度について更に検討を重ね、高感度化と再現性の向上を達成した。単一細胞の分析には、ヒト肝がん由来細胞株のHepG2細胞、ヒトバーキットリンパ腫由来細胞株のRaji細胞など計4種を使用し、いずれの細胞種においても単一細胞内アミノ酸の検出を達成した。全ての細胞株でグリシンが高く検出され、他のアミノ酸プロファイルも類似していたことから、細胞種間で特徴的なアミノ酸は認められなかった。一方、同種の細胞間で顕著な含量差を示すアミノ酸が複数存在し、単一細胞内アミノ酸の高感度検出を実現する本分析法により、細胞ごとの状態の違いを反映した解析が可能であることが示唆された。
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