超解像マルチカラーイメージングを指向したオルガネラ特異的な超耐光性蛍光プローブ

用于超分辨率多色成像的细胞器特异性超光稳定荧光探针

• 批准号: 19J22014
• 负责人: 梶原 啓司
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-25 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J22014/
• 关键词: 超耐光性; 脂肪滴; 脂肪酸代謝; 蛍光脂肪酸; 超解像イメージング; マルチカラーイメージング; STED; マルチカラー

本研究では，超解像マルチカラーイメージングを指向したオルガネラ特異的な超耐光性蛍光プローブと，単一プローブでのマルチカラーイメージングを指向した蛍光プローブの開発を目的としている．昨年度までに，脂質代謝において重要な役割を果たす脂肪滴に着目し，超耐光性脂肪滴蛍光プローブLAQ1を開発してきた．また，多様なオルガネラが関与する脂肪酸代謝を可視化するための環境応答性蛍光脂肪酸AP-C12を開発してきた.本年度は，①LAQ1の性能評価，②AP-C12の性能評価の2つについて検討した．①について，3T3L1から分化誘導した脂肪細胞をLAQ1で染色し，フォルスコリンと IBMX を添加して脂肪分解を誘導した直後から12時間繰り返し共焦点像を取得し続けたところ，脂肪滴が分解されて収縮する様子や脂肪分解で生成した脂肪酸が再利用されて新たに微小な脂肪滴が生成する様子を可視化することに成功した．このように脂肪分解における一連の脂肪滴の動態を長時間追跡したのは初めての例であり，LAQ1の有用性を示すことができた．②について，脂肪酸代謝に影響を与える化合物を添加し，共焦点蛍光イメージングにおける細胞の染色パターンを評価したところ，AP-C12が天然の脂肪酸と同じように，細胞内で小胞体や脂肪滴，ミトコンドリアを経由して代謝されることを証明することに成功した．また，AP-C12の環境応答性を利用して，単一の蛍光プローブで脂肪酸代謝産物の細胞内分布を定量的に評価できるシステムの確立に成功した．さらに，オートファジーに影響を与える条件下で培養した細胞を染色し，共焦点蛍光イメージングを行ったところ，オートファジーにおける脂肪酸の動きを可視化することに成功した．従来の蛍光脂肪酸では，単一の蛍光脂肪酸でオートファジーを観察することが困難であり，この実験結果はAP-C12の有用性を示すものであるといえる．

This study aims at the development of ultra-light-resistant coatings with ultra-high-resolution coatings and ultra-high-resolution coatings. In recent years, lipid metabolism has become an important factor in the development of lipid metabolism. The development of AP-C12, an environmentally responsive fatty acid, was visualized in many ways. This year, ①LAQ1 performance evaluation, ②AP-C12 performance evaluation and 2 inspection. 3T3L1-induced differentiation of adipocytes LAQ1 staining, addition of lipoproteins and IBMX, induction of lipodecomposition, 12-time recovery, confocal image acquisition, and visualization of lipid droplet decomposition, lipodecomposition, generation of fatty acids, reuse, and generation of new micro-lipid droplets. The dynamics of fat decomposition in a row are tracked for a long time, and the usefulness of LAQ1 is demonstrated. 2. In addition, AP-C12 is a natural fatty acid. In addition, AP-C12 is a natural fatty acid. In addition, AP-C12 is a natural fatty acid. In addition, AP-C12 is a natural fatty acid. In addition, AP-C12 's environmental responsiveness has been successfully utilized to evaluate the intracellular distribution of fatty acid metabolites in a single cell. In addition, under the same conditions, the fatty acid activity was visualized. It is difficult to detect the presence of AP-C12 in the presence of light fatty acids.

项目成果

環境応答性蛍光脂肪酸を用いた脂肪酸代謝過程の可視化

使用环境响应荧光脂肪酸可视化脂肪酸代谢过程

• 发表时间: 2019
• 作者: 梶原啓司，大崎博司，Ju Hyun Kim;Tobias Gensch;Steffen Gressies;佐藤良勝，桑田啓子，Frank Glorius;多喜正泰，山口茂弘
• 通讯作者: 多喜正泰，山口茂弘

縮環-S,S-チオフェンジオキシドを基本骨格とする超耐光性脂肪滴染色剤

具有稠合-S,S-二氧化噻吩基本骨架的超耐光脂滴染料

• 发表时间: 2020
• 作者: Keiji Kajiwara;Hiroshi Osaki;Keiko Kuwata;Frank Glorius;Masayasu Taki;Shigehiro Yamaguchi;梶原啓司，多喜正泰，山口茂弘
• 通讯作者: 梶原啓司，多喜正泰，山口茂弘

Visualization of Lipid Metabolism Using an Environment-Sensitive Fluorescent Fatty Acid

使用环境敏感的荧光脂肪酸可视化脂质代谢

• 发表时间: 2021
• 作者: Keiji Kajiwara;Hiroshi Osaki;Keiko Kuwata;Frank Glorius;Masayasu Taki;Shigehiro Yamaguchi
• 通讯作者: Shigehiro Yamaguchi

A Negatively Solvatochromic Fluorescence Dye: Application to Visualization of Fatty Acid Metabolism

负溶剂致变色荧光染料：在脂肪酸代谢可视化中的应用

• 发表时间: 2019
• 作者: Keiji Kajiwara;Hiroshi Osaki;Ju Hyun Kim;Tobias Gensch;Steffen Gressies;Yoshikatsu Sato;Keiko Kuwata;Frank Glorius;Masayasu Taki;Shigehiro Yamaguchi
• 通讯作者: Shigehiro Yamaguchi

Organisch-Chemisches Institut/Universitat Munster(ドイツ)

有机化学研究所/明斯特大学（德国）