脂肪滴の動態制御を志向した発光性超分子ポリマーの創製と機能開拓

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2022年度は，脂肪滴内部に超分子ポリマーを形成させる手法の確立に向けて，脂肪滴への選択性と自己集合特性を併せもつ蛍光色素の開拓に取り組んだ．脂肪滴への選択性を決める指標のひとつである脂溶性を保ちつつ，いかに自己集合性の分子ユニットを導入するかが重要となる．この点において，申請者らは脂肪滴を染色できる蛍光プローブに自己集合を促すアミノ酸ジアミド骨格を導入すれば，アミノ酸残基と側鎖を変えることで脂溶性を調節できると考えた．申請者が所属する研究室では，脂肪滴の染色に適した蛍光プローブとして，電子供与性のジフェニルアミノ基を有するドナー・アクセプター型蛍光色素が有用であることを報告している．そこで，ジフェニルアミノ基部位にアミノ酸ジアミドを導入した蛍光分子を合成した．自己集合特性について知見を得るため，脂肪滴の構成成分の一つであるトリオレインを用いて種々のスペクトル測定を行った結果，時間の経過とともに吸収帯が短波長側にシフトし，誘起CDシグナルを観測した．これらのスペクトル変化は，エネルギー的に安定な会合状態への転移を示す結果である．集合体の形成機構を調べるため，会合状態から単分散状態への転移にともなう吸光度の温度変化を追跡し，臨界温度を伴う核形成・伸長モデルに基づいた解析により伸長過程に関する熱力学パラメータを決定した．続いて，トリオレイン中における発光特性を評価したところ，会合状態においても中程度の蛍光量子収率を示した．そこで，集合体のモルフォロジーについて知見を得るため，蛍光イメージングによる観察に取り組んだ結果，繊維状の集合体の形成を観察することに成功した．さらに，脂肪細胞の染色実験を行ったところ，脂肪滴に局在することを共焦点レーザー顕微鏡により確認し，合成した蛍光色素は脂肪滴への選択性を有することを明らかにした．