ヒト嗅覚受容体応答情報からヒト官能情報を予測するAIプログラムの開発

开发从人类嗅觉受体反应信息预测人类感官信息的人工智能程序

• 批准号: 22KJ2169
• 负责人: 七原 匡哉
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Osaka 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2169/
• 关键词: 嗅覚受容体; Ca2+イオン

ヒト培養細胞である293T/17細胞に従来においセンサー細胞で広く用いられてきたGCaMP6sと、新規に検討を行った蛍光タンパク質（jGCaMP7s, jGCaMP8s等）をそれぞれ導入し、イオノマイシンによる刺激で生じる蛍光輝度の変化をプレートリーダーにて計測した。結果として、jGCaMP7sは500nMイオノマイシンの刺激に対してGCaMP6sよりわずかに大きい輝度の変化を示したが、低濃度イオノマイシンに対する応答の誤差が大きく、安定した測定は困難であると考えられた。その他の蛍光タンパク質は、いずれもGCaMP6sより大きな輝度変化を示すものはなかった。これらのことより、においセンサー細胞に使用している293T/17細胞において、細胞内のCa2+濃度を計測するための蛍光タンパク質は従来用いられているGCaMP6sが最も適していると考えられた。続いて、ヒト培養細胞を用いたにおいセンサー細胞の課題である検出感度の低さの原因の一つとして想定される細胞内のcAMP分解系やCa2+イオン抑制・排出系の阻害剤の効果を、センサー細胞をイソ吉草酸で刺激する際に同時に阻害剤を添加し、生じる蛍光輝度変化をプレートリーダーを用いて計測した。結果として、cAMPを分解するホスホジエステラーゼ阻害剤である3-イソブチル-1-メチルキサンチン(IBMX)は80 μM 前後でOR応答に由来する蛍光シグナルを数倍に増強した。さらに、AC IIIを抑制するカルシウムカルモジュリン依存性タンパク質キナーゼ阻害剤であるKN-62も僅かに同シグナルを増強した。これらの結果より、細胞内のcAMP分解系やCa2+イオン抑制・排出系に対して抑制・阻害効果を示す化合物によるOR応答由来蛍光シグナル増強が可能であると考え、他阻害剤を用いた検討を現在も行っている。

将已广泛用于气味传感器细胞的GCaMP6s和新研究的荧光蛋白（jGCaMP7s、jGCaMP8s等）引入培养的人293T/17细胞中，并测量离子霉素刺激引起的荧光亮度的变化。使用读板器。结果，jGCaMP7s在响应500nM离子霉素刺激时表现出比GCaMP6s稍大的亮度变化，但对低浓度离子霉素的响应误差很大，使得稳定测量变得困难。其他荧光蛋白均未表现出比 GCaMP6 更大的亮度变化。基于这些事实，认为传统上用作荧光蛋白的GCaMP6s最适合测量用作气味传感器细胞的293T/17细胞中的细胞内Ca2+浓度。接下来，我们研究了抑制剂对细胞内 cAMP 降解系统和 Ca2+ 离子抑制/排泄系统的影响，这被认为是使用培养的人体细胞的气味传感器细胞检测灵敏度低的原因之一。用异戊酸刺激传感器细胞，同时添加抑制剂，并使用读板器测量荧光亮度的变化。结果，3-异丁基-1-甲基黄嘌呤 (IBMX)（一种降解 cAMP 的磷酸二酯酶抑制剂）在 80 μM 左右时多次增强 OR 响应产生的荧光信号。此外，KN-62（一种抑制 AC III 的钙钙调蛋白依赖性蛋白激酶抑制剂）也略微增强了信号。基于这些结果，我们认为通过对细胞内cAMP降解系统和Ca2+离子抑制/排泄系统表现出抑制/抑制作用的化合物可以增强OR反应衍生的荧光信号，并且我们正在考虑使用其他抑制剂今天我们仍在这样做。