カリウムイオンのインサイチューイメージング試薬の開発

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申請者らが開発した水溶液中でカリウムイオン(K^+)を蛍光変化として捉えることのできる試薬PSO(Potassium sensing oligonuclotide)を更に最適化して、細胞外のK^+の変化を蛍光画像化できる最適の試薬の開発を行った。申請者らはすでにヒトテロメアDNA配列の両末端に蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)可能な色素を導入したPSOを合成し、これを用いてK^+選択的蛍光検出に世界で最初に成功している。最近、ピレンのエキシマー蛍光を利用することにより細胞外K^+を特異的に蛍光検出できる最適なPOS-pyの設計に成功している。本研究ではヒトテロメア配列の両末端にピレンを導入したPSO-py2を合成した。当該年度では、ヒトテロメアDNA配列の両置換基末端にピレンを導入したPSO-py2を新たに調整し、これを利用した検討を行った。種々の金属イオン存在下でのPSO-py2の円二色性(CD)スペクトルを測定することによりK^+の特異性を評価およぶ蛍光スペクトルによってK^+とNa^+との蛍光特性を評価によって期待された挙動が得られることがわかった。さらに、味蕾細胞内の味細胞間のK^+を介した情報伝達を蛍光画像化やモニタリングできるかどうかについて検討した。これによって味蕾細胞が「舌上の微小脳仮説」(味蕾細胞が集まって味蕾を形成し、細胞間ネットワークを形成して化学シナプスや電気シナプスのやり取りが行われる)であることを蛍光画像化することによりモニタリングできるものと期待された。しかしながら神経細胞のK^+を介した興奮の伝播などを蛍光画像化の可能性が示されたもののこれを可視化試薬として発展させるには条件検討が不十分であった。