生物発光を用いたナトリウムチャネルin vivo可視化検出プローブの開発

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イオンチャネル創薬の迅速化には,ハイスループットスクリーニング法の確立が重要である.そこで,脱分極に伴いナトリウムチャネルが開いた際に細胞膜外から流入するナトリウムイオンを生物発光により検出する可視化プローブを開発した.本プローブの開発は,従来の電気生理学的手法を用いることでは困難であったナトリウみチャネルの機能の多点多細胞同時検出が可能にすることから,難治病態の解明を飛躍的に進展させ,新薬開発に大きく貢献するin vivoスクリーニング法を提供するものである.細胞膜上のナトリウムチャネルが脱分極に伴い開いた際に,チャネル内部のポアを細胞膜外より細胞内にナトリウムイオンが流入,その近傍に融合させたナトリウム感受性発光タンパク質が基質を酸化,発光させることを目的に,プローブの設計を行った.ラット電位依存性ナトリウムチャネルμ1およびチャネルが開いた際に流入するナトリウムイオンの量の増大が期待されるμ1の変異体(不活性化ゲートのIFMモチーフと呼ばれるアミノ酸配列をQQQに置換した速い木活性化が起きない変異体)を用いてプローブを作成した.培養細胞に発現させた後、細胞外からの脱分極刺激を行ったところ、ナトリウムチャネルを透過するナトリウムイオン依存性の一過性の発光強度増大が確認された.本方法の開発は、ナトリウムチャネルを標的とする新規ケミカルスクリーニング法を提供するものである.また、生物発光が近赤外領域におよぶ波長特性を有するという性質を生かしin vivo検出に応用する.