脂質・タンパク質ラジカルの選択的検出・同定手法の開発

脂质和蛋白质自由基选择性检测和鉴定方法的发展

• 批准号: 13J04222
• 负责人: 松岡 悠太
• 金额: $ 1.73万
• 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: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J04222/
• 关键词: 脂質ラジカル; 蛍光ニトロキシド; タンパク質ラジカル; 蛍光分析; 光化学; ニトロソアミン; フリーラジカル; ニトロキシド; 脂質; タンパク質; 光電子移動; 脂質ラジカル; 蛍光ニトロキシド; タンパク質ラジカル; 蛍光分析; 光化学; ニトロソアミン; フリーラジカル; ニトロキシド; 脂質; タンパク質; 光電子移動

脂質・タンパク質ラジカルの選択的検出・同定手法の開発のため、本年度は、これまでに明らかとした蛍光原子団とニトロキシドとの相互作用を基盤原理として、各ラジカル種を高感度に検出可能な蛍光プローブの開発に着手した。脂質ラジカル検出プローブに関しては、環境応答性蛍光原子団NBD基を蛍光原子団に選択し、脂質ラジカルと鋭敏に反応する蛍光検出プローブを開発した。本プローブは活性酸素種とはほとんど反応せず、脂質ラジカルに対して選択的な蛍光応答性を示した。さらに本プローブを、培養細胞を用いた生細胞イメージングに応用したところ、ニトロソアミン (DEN)添加によって生じる脂質ラジカル種を検出可能であることが示された。そこで続いて、生体内脂質ラジカルの検出に着手した。DENを投与した疾患モデル動物の血漿中・肝臓切片中において有意な蛍光強度の上昇を観測した。また、本プローブはそのラジカル捕捉能より、抗酸化物質としても機能することが考えられた。そこでDEN投与後一時間後にプローブ蛍光団部位を取り除いたニトロキシド化合物を腹腔より単回投与したところ、後の癌形成を抑制することが明らかとなった。以上の結果より、脂質ラジカルはDEN誘発肝癌発症モデルにおいて極めて重要な働きを担っていることが明らかとなった。これらの研究成果は著名な学術雑誌に掲載予定である(Nat. Chem. Biol. accepted)。またタンパク質ラジカルの解析に向けては水溶性蛍光原子団であるフルオレセインとニトロキシド化合物を結合させた新規蛍光プローブの合成を行った。本プローブは血漿中に豊富に含まれるアルブミン中に発生したラジカル種を捕捉することで蛍光標識することが可能であった。これらの研究より、「ラジカル」を捕捉することで蛍光を発する新たなプローブ設計における基盤原理、並びにその応用を進めることに成功した。

为了开发一种选择性检测和鉴定脂质和蛋白质自由基的方法，今年我们已经开发出一种荧光探针，该荧光探针可以基于荧光原子基团与氮氧化物之间的相互作用来检测每个激进物种，这些探针已经显示出较高的敏感性。关于脂质自由基检测探针​​，我们开发了一种荧光检测探针，该探针通过选择环境响应的荧光原子组NBD基团作为荧光原子组来与脂质自由基敏感反应。该探针几乎不与活性氧反应，并表现出对脂质自由基的选择性荧光反应性。此外，当使用培养细胞将此探针应用于活细胞成像时，可以检测到通过添加硝基胺（DEN）产生的脂质自由基物种。接下来，我们开始在体内检测脂质自由基。在用DEN施用的疾病模型动物的血浆和肝脏切片中观察到荧光强度的显着增加。还认为该探针还可以用作抗氧化剂，而不是其根本的清除能力。因此，在给药后一小时，将单剂量的氮氧化物化合物在腹膜腔中施用了探针荧光团部位，并揭示了随后的癌症形成。以上结果表明，脂质自由基在DEN诱导的肝癌发育模型中起着极为重要的作用。这些发现将发表在著名的学术期刊上（Nat。Chem。Biol。被接受）。此外，为了分析蛋白质自由基，合成了一种新型的荧光探针，其中水溶性荧光原子基团，荧光素和硝基氧化化合物结合了。该探针能够通过捕获血浆中大量包含在白蛋白中产生的自由基物种来进行荧光标记。这些研究成功地提出了新的探针设计的基本原理和应用，这些探针设计通过捕获“激进分子”来散发荧光。