麻酔薬を用いた上皮細胞膜構造の形成機構の解析

利用麻醉剂分析上皮细胞膜结构的形成机制

基本信息

批准号：
22KJ2374
负责人：
松本惇志
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度までの研究から、アルコールは上皮細胞において脂質局在や膜物性の変化を引き起こす可能性が示唆された。しかし、生細胞の膜物性の観察手法は限られている。そこで本年度は、生体膜、特に形質膜の流動性の変化を捉える手法の確立を試みた。細胞における膜物性を可視化する技術のひとつとして、環境によって蛍光波長の変わるソルバトクロミック色素を用いた観察が挙げられる。これらの色素は、流動性の低い膜では短波長、流動性の高い膜では長波長の蛍光を発するため、共焦点蛍光顕微鏡で異なる波長のシグナルを同時取得し、比として表すことで膜の流動性を可視化できる。近年報告された、高輝度のソルバトクロミック色素であるPKを用いた、培養上皮細胞の観察系を確立した。実際にPKを用いて観察を行ったところ、細胞内膜のシグナルが強く、相対的に形質膜のシグナルが弱いため、細胞接着構造の存在する形質膜の流動性変化を観察するのは困難であることがわかった。そこでPKの物性に着目し、新たに化学修飾を施すことで、形質膜に保持させる改変を行った。人工脂質膜を用いた観察から、改変型PKでも膜流動性に依存して波長が変化することがわかった。そこで実際に培養細胞を用いて観察を行ったところ、細胞内膜の強いシグナルがなくなり、形質膜特異的なシグナルが得られる新規プローブが複数得られた。また、改変型PKと蛍光タンパク質との同時観察系を確立しており、タンパク質の局在と関連した膜流動性変化の観察を試みている。

直到去年的研究表明，酒精可能会导致上皮细胞中脂质定位和膜特性的变化。但是，观察活细胞的膜特性的方法受到限制。因此，今年我们试图建立一种方法来捕获生物膜的流动性变化，尤其是质膜。一种可视化细胞中膜特性的技术是使用溶剂化染料观察，该溶剂染料根据环境改变荧光波长。这些染料发出了低流量膜的短波长和高流量膜的长波长的荧光，因此，通过同时获得具有共聚焦荧光显微镜的不同波长的信号，并将其表示为比率，可以可视化膜的流动性。我们已经建立了一个用于使用PK观察培养的上皮细胞的系统，PK近年来报道了一种高度明亮的溶剂化染料染料。当我们实际使用PK进行观察时，我们发现，由于细胞内膜中的信号很强并且质膜中的信号相对较弱，因此很难观察到存在细胞粘附结构的质膜流动性变化。因此，关注PK的物理特性，我们进行了一种新的化学修饰，以使其保留在质膜上。使用人工脂质膜观测结果表明，即使经过修饰的PK也会根据膜流动性改变波长。因此，当我们实际使用培养细胞进行观察时，我们发现消除了细胞内膜的强信号，并获得了许多可以提供质膜特异性信号的新型探针。我们还建立了修饰的PK和荧光蛋白之间的同时观察系统，并试图观察与蛋白质定位相关的膜流动性变化。