生体組織切片上での質量分析を用いた網羅的代謝分子解析

点击翻译按钮获取中文摘要

最終年度は、作年度中に達成目標である『神経刺激時に動態変化する代謝分子群の同定及び可視化』を既達成する実験結果を得たため、この成果の論文化と、確立した手法の様々な分野への応用、農学、医学、基礎神経科学への積極的な応用を行なった。すなわち,カイニン酸投与によるてんかん誘導マウスにおいては高度負飽和脂肪酸含有リン脂質とATP,ADP,AMPといったエネルギー代謝に重要な役割を果たすヌクレオチドが顕著に増減していることを示し,この様子を可視化した.より具体的には,カイニン酸投与によりてんかん発作を起こしているマウス脳において,海馬領域特異的に脂質およびアデノシン,グアノシン,ウリジンヌクレオチドが変動していることを明らかにした.特にATPを介したエネルギー代謝がマウス脳海馬CA3領域で顕著に亢進していることが明らかとなり,脳において細胞特異的にATP代謝が行われている様子を世界で初めて可視化することに成功した.さらにこの過程で確立した、本研究題でもある"生体組織切片上での質量分析を用いた網羅的代謝分子解析"の手法は様々な分野における代謝産物イメージング法として広く一般的に用いる事が可能であったため、積極的に応用展開を行なった。具体的には、農学分野において、食品中の栄養代謝産物成分を多く含有する食品部位を同定した。医学分野においては、統合失調症患者死後脳におけるリン脂質代謝異常を明らかにし、さらに代謝産物の異常な蓄積を示す疾患であるファブリー病患者の組織で、これらの蓄積部位を明らかにした。基礎神経科学分野においては、動物の脳組織切片、培養神経細胞を用いた基礎研究手法として導入するに至った。以上に示すように、最終年度はこれまでの成果を文献化し,計画書に記した研究計画を着実に進行させ、さらに手法の一般化に成功したと言える。特に,分野を限定しない応用実績は本提案手法の一般性を証明するものである。従って、将来的にさらに一般化が予想される代謝産物イメージング法としての基礎を確立する重要な研究が、本提案研究により成す事ができたと考える。