Chemical-tool-driven research on heme dynamics

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本研究では、遊離ヘムを選択的かつ高速・精細に可視化するための革新的化学ツールを開発し、可視化と制御に基づくヘムの生体内動態・機能の解明研究を実施する。本年度は、生細胞イメージングが可能なヘム蛍光プローブの開発を実施した。当研究室にて開発したヘム選択的蛍光プローブH-FluNoxをもとに、種々の修飾を施し、オルガネラ移行性をもたせた新規ヘム蛍光プローブの開発に着手した。ヘム合成の場であるミトコンドリア局在型のヘムプローブを開発したものの、ミトコンドリア局在性基を導入したことによる応答性の低下が見られ、さらなる改良が必要であることがわかった。応答性を改善できた場合には、さらにハイスループットイメージングへと適用していく。上記と並行し、組織イメージングに利用可能なヘムイメージングプローブの開発に着手した。プローブ構造の最適化により、ヘム存在時のみ活性を示す新たなプローブ化合物を開発することに成功した。本プローブにも上記と同様、ミトコンドリア指向性分子を導入し、細胞イメージングに供したところ、ヘム生合成誘導時に顕著な蛍光シグナルが観測された。さらに、マウス脳組織でのイメージングを実施したところ、ヘム誘導物質投与時において有意な蛍光上昇を観測した。以上より、組織での遊離ヘムイメージングに成功した。本計画については、今後はさらに、脳以外の組織での遊離ヘム検出へと応用し、体内全体でのヘム動態の解析を実施していく。