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

使用质谱对生物组织切片进行综合代谢分子分析

• 批准号: 08J09148
• 负责人: 杉浦 悠毅
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Hamamatsu University School of Medicine (2010)Tokyo Institute of Technology (2008-2009)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J09148/
• 关键词: イメージング質量分析; 脳; リン脂質; てんかん; ATP; 長鎖不飽和脂肪酸; イメージング質量分析; 脳; リン脂質; てんかん; ATP; 長鎖不飽和脂肪酸

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。

在最后一年，获得了实验结果，即先前实现了“在神经刺激期间动态变化的代谢分子的鉴定和可视化”，这是在这一年中实现的，因此，将结果培养并确定的方法应用于各种领域，并将其积极应用于农业，医学，医学和基本神经科学。换句话说，在诱导海藻酸癫痫的小鼠中，高度负饱和的含脂肪酸磷脂的磷脂和核苷酸的数量在能量代谢中起着重要作用，例如ATP，ADP和AMP，可显着增加和减少，并且可视化。更具体地说，据揭示了小鼠大脑中海马区域中特异性变化的脂质，腺苷，鸟苷和尿苷核苷酸因海马大脑的海马区域而变化，这些脂质因海藻酸给药而受到癫痫发作。据显示，在小鼠脑的CA3区域中，ATP介导的能量代谢显着增加，并且它是世界上第一个可视化大脑中细胞特异性ATP代谢的人。此外，在此过程中确定的“使用质量分析的综合代谢分子分析”的方法（这是本研究的主题）被广泛用作各个领域的代谢物成像方法，因此它被积极应用。具体而言，在农业领域，已经确定了食物中含有大量养分代谢物成分的食物地点。在医学领域，已经揭示了精神分裂症患者死亡死亡后大脑中磷脂的异常代谢，并且在Fabry病的组织中揭示了积累部位，这种疾病表现出异常的代谢产物积累。在基本神经科学领域，该系统是使用动物脑组织切片和培养神经元的基础研究方法引入的。如上所示，可以说，在最后一年，结果已经记录下来，并且计划中编写的研究计划稳步发展，该方法也成功地将其推广。特别是，不限于该领域的应用程序性能证明了该提出方法的一般性。因此，我们认为，拟议的研究能够提供重要的研究，从而为代谢成像方法建立基础，这将在未来变得更加普遍。