マウス個体イメージングによる薬物動態の数理モデル解析

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本研究では、至適な蛍光タンパク質を応用した薬物検出プローブを開発し、これとはことなる波長特性を持つ薬物と同時検出するとともに、プローブタンパク質の発言もさらにもう1つの異なる波長において検出する3カラー解析系を構築し、それらの計測データに基づいて蛍光変動の時系列データに基づいて、数理モデルの構築を行い、連立微分方程式を解いて個々のパラメーターの関与の程度を明らかにすることにある。そこで本研究では、Tet系抗生物質にそれ自体が蛍光物質であるAHTetを用い、プローブはこれとは異なる波長特性になるように開発し、同時計測を実施してきた。しかし本年度において、AHTetの蛍光特性は、タンパク質との吸着によって大きく変化することを見いだした。そこで、マウスに投与する際を想定して血中アルブミンへの吸着による蛍光特性の変化をけいそくしたところ、蛍光強度は3倍以上に大きくなり、また波長スペクトルのピークも約10nmほど長波長側にシフトすることが明らかとなった。次にデグラトンプローブに結合した際の蛍光特性の変化についても解析したところ、やはり蛍光強度や波長特性が変化することを見いだした。今後、この変化を逆に積極的に利用することで、細胞内で真にプローブタンパク質に結合しているAHTetの量と結合していないAHTetの量を定量的に計測し明らかにできる可能性がある。薬物が細胞内に取り込まれたかどうかは計測されていても、その薬物が細胞内でタンパク質に結合した割合を精密測定した例はなく、まったく新しい薬物の細胞内動態を解析する手法として確立することが重要である。