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生きた動物個体内の特定の細胞でのみ機能を発揮する新規機能性生物発光プローブの開発

开发仅在活体动物内的特定细胞中起作用的新型功能性生物发光探针

基本信息

批准号：
11J10826
负责人：
小嶋良輔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2013
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までに、生体内における光機能性分子の励起エネルギー源としての生物発光の利用可能性を確立することに成功していたが、本年は、生体内イベントを可視化する手段としての生物発光イメージングの有用性の拡張を試みた。生物発光を用いたイメージング技術は、生体内においてバックグラウンドとなる物質が殆ど存在しないことから、高感度なシグナル検出を可能とする技術として注目を集めている。中でも、特定の生理活性分子と出会った時のみ発光がONになる生物発光プローブを用いたイメージング手法は、特定の生理活性分子の存在を、in vivoで高感度に可視化可能とする優れた手法である。しかしながら、従来の生物発光プローブが検出できるのは、発光性の基質であるD-luciferinやaminoluciferinをuncageする反応を引き起こすことができるpeptidase活性などに限られるという問題があっため、私はこの解決を試みた。私は蛍光プローブの設計原理として汎用される、電子移動による励起発光中間体のquenching(蛍光分子においてはPeTと呼ばれる)が、その励起過程が異なるのみで生物発光基質でも起き得るのではないかという従来の報告を確実なものとし、この現象(BioLeTと命名)を用いて、生物発光のプロセスにおける励起状態からの発光量子収率を生体分子の有無と同期して精密にコントロールできることを示し、既存のプローブ設計法では開発が困難であった一酸化窒素(NO)検出生物発光プローブを初めて開発することに成功した。本成果は、PeTを蛍光制御原理として開発されてきた蛍光プローブと同様のデザインで、様々な生物発光プローブを開発可能であることを示す画期的成果である。またさらに、目的分子との反応前後で、BioLeTと同時に基質の細胞膜透過性をも制御することで、生物発光プローブのターゲットの検出感度を大幅に向上させることができることも見出し、生きたラット内の好中球から発生するhighly reactive oxygen species (hROS)を、開腹、剃毛することなく超高感度に検出可能な生物発光プローブを開発することにも成功した。本結果は、生物発光プローブの新しいデザイン法を提供するのみならず、in vivoにおけるhROSの役割をさらに解明する上で実用的な研究ツールを提供するものである。

Last year, the possibility of utilizing photofunctional molecules in vivo and in vivo photofunctional molecules was established and the possibility of utilization was established. Gong していたが, this year は, the living body イベントをvisualization するmeans としてのbiotic 発光イメージングのeffectiveness の拡张をtrial みた. Biological light technology, biotechnology, and biotechnology There is a high-sensitivity technology, a high-sensitivity technology, and a high-sensitivity technology.中でも、Specific physiologically active molecules are out of the meeting った时のみ発光がONになるbiotic 発光プローブを用いたイメージングtechniqueは、Specific physiologically active moleculesのexistentを、in Vivo's high-sensitivity visualization is possible with its excellent technique. D-luciferin, D-luciferinこすことができるpeptidas eActivityなどにlimitedられるというproblemがあっため、private solutionをtrialみた. The design principle of private は蛍光プローブのとしてgeneral use される、electronic movement による利発光 intermediate のquenching(蛍光molecule においてはPeTと氰れる)が, そのactivation process がdifferent なるのみでbio発光stroma でも起き得るのではないかという従来の Report を真実なものとし、このphenomenon (BioL eTとName)を用いて、Biological 発光のプロセスにおける利起STATEからのThe photon quantum yield is the same as the biological molecule and the precision is the same. The design method of the existing design method is not difficult to solve the problem of acidification and suffocation. Element (NO) 検出生発光プローブを开発することに成した. This result is based on the principles of PeT light control and the light control principle of PeT.インで、様々なbiotic 発光プローブを开発 may be the result of the painting period.またさらに, target molecule とのreaction before and after, BioLeT とsimultaneous matrix のcell membrane permeability をもcontrol することで, bio-light プローブThe sensitivity of the のターゲットの検 is large and the sensitivity is high.も见出し、生たラット内の好碰了から発生するhighly reactive oxygen species (hROS), abdominal dissection, hair shaving, ultra-high sensitivity, possible biological light, プローブを开発することにもsuccess. This result is provided by the biological 発光プローブの新しいデザイン法をするのみならず, in Vivo's ROS's ROS's research is provided by the するものである.