[スポンサーリンク]

スポットライトリサーチ

多種多様な酸化リン脂質を網羅的に捉える解析・可視化技術を開発

[スポンサーリンク]

第352回のスポットライトリサーチは、九州大学大学院薬学研究院(山田研究室)松岡悠太 助教にお願いしました。

生体膜の大部分はリン脂質で構成されていますが、それが酸化を請けることで様々な疾患/炎症と結びつきます。しかしながら酸化リン脂質を選択的かつ網羅的に検出することはこれまで極めて困難でした。本研究はそのような挑戦的課題に挑んだもので、Nat. Commun.誌 原著論文およびプレスリリースに公開されています。

“Structural library and visualization of endogenously oxidized phosphatidylcholines using mass spectrometry-based techniques”
Matsuoka, Y.; Takahashi, M.; Sugiura, Y.; Izumi, Y.; Nishiyama, K.; Nishida, M.; Suematsu, M.; Bamba, T.; Yamada, K.-i. Nat. Commun. 2021, 12, 6339. doi:10.1038/s41467-021-26633-w

それでは今回もインタビューをお楽しみください!

Q1. 今回プレスリリースとなったのはどんな研究ですか?簡単にご説明ください。

生体膜を構成するリン脂質 (phospholipid: PL)は、酸化を受けやすく、容易に「酸化リン脂質 (酸化 PL)」が生成されます。酸化PLは、細胞死や炎症反応の制御など多彩な生理活性を示し、様々な疾患の発症に関与します。しかし、その生成メカニズムが複雑であるため、これまでに構造同定された酸化PLの数は極めて少なく、疾患発症時において実際にどのような分子種が増減しているか、またそれらがどのような局在性を示すかは全く不明でした。
そこで私たちは、未知の酸化 PL を探索する技術として、液体クロマトグラフィー質量分析法(liquid chromatograph/mass spectrometry: LC/MS)を用いたノンターゲット分析を活用し、計 465 種の酸化 PL 構造を新たに推定しました (図-1a)。こうして構築した構造ライブラリーを応用し、アセトアミノフェン誘発急性肝障害モデルマウスの肝組織中において 70 種もの酸化 PL が生成することを明らかにしました (図-1b)。さらに、酸化 PL を可視化する技術として、新たに重酸素(18O2)標識質量分析イメージング (mass spectrometry imaging: MSI)法を開発し、酸化 PL が肝組織中の障害部位に蓄積していることを見出しました (図-2)。

図-1. 酸化PLのノンターゲット分析および生体内酸化PLの包括的解析。
(a) LC/MS/MSを用いて、標品PLを酸化させた際に存在量が増加する分子を網羅的に分析・構造同定する。得られた情報をもとに構造ライブラリーを構築した。
(b) マウスへアセトアミノフェン処置2-8時間後、肝組織中において計70種の酸化PC量が増加した。

図-2. 肝組織中酸化PCの質量分析イメージング。 アセトアミノフェン処置後、18O2を吸入させ、18O標識した酸化PLを質量分析イメージングにより可視化する。その生成部位は肝障害部位と一致した。

 

Q2. 本研究テーマについて、自分なりに工夫したところ、思い入れがあるところを教えてください。

酸化リン脂質の質量分析イメージングを行う際に、重酸素 (18O2)を用いた点です。この実験は、慶應義塾大学医学部の杉浦悠毅先生と共同研究で行わせていただきました。最初、一般的な脂質の質量分析イメージング手順で、酸化PLの画像化を試みたのですが、鮮明な絵がなかなか得られませんでした。いろいろ調べてみると、どうやらイオン化法であるmatrix assisted laser desorption/ionization (MALDI)のレーザー照射時に試料中で酸化反応が生じ、これが原因でバックグラウンド強度が高くなっていることがわかりました。
その際、たまたま別に、実験動物に18O2を吸引させ肝組織内で生じた酸化PLを18O標識する実験を行っていました。そこで杉浦先生と、「これ使えるんじゃね?」という話になり、実際にやってみると、これが大当たり。「組織内で生じた18O標識-酸化PL」と「MSI測定時に生じる16O標識-酸化PL」を、分子量でうまく区別して画像化することができました (図-2)。研究を進める上で、柔軟な思考や視野を広く持つことが、如何に重要であるか痛感させられましたね。

Q3. 研究テーマの難しかったところはどこですか?またそれをどのように乗り越えましたか?

特に苦労したのは酸化リン脂質のノンターゲット分析と構造推定ですね。膨大な質量分析データから極微量な酸化リン脂質に由来するピークを選定するのは至難の業でした。本実験は九州大学生体防御医学研究所の高橋政友先生、和泉自泰先生にかなりお力を貸していただき、解析条件を最適化していきました。
さらに、選定したMSピークのMSMSスペクトルデータを1つ1つ、自分の目でみて、それが間違いなく酸化リン脂質に由来するピークか確認するのも、気が遠くなる途方もない作業でした。しかし、世界中でまだ誰も知らない酸化PL分子を、自らの手で見出したときの喜び・感動は何にも代えがたいものでした。

Q4. 将来は化学とどう関わっていきたいですか?

常に意識しているのは、「今、自分にしかできない研究をする」ということです。これまでに培ってきた知識、技術、または人生観をもとに、独創性の高い・尖った仕事を今後も続けていこうと考えています。そして、いつか自分の成した仕事が、次の世代への礎になれれば幸いです。

Q5. 最後に、読者の皆さんにメッセージをお願いします。

最後まで読んでいただき、ありがとうございます。ケムステは自分が学生のころからよく拝見していたので、自分が記事に掲載されるのは何だか不思議な感じです。また載せていただけるような、面白い研究成果を、今後も出し続けていきたいと思います。
最後になりますが、学生時代よりご指導いただいている山田健一先生、本研究論文の共著者の皆様にこの場を借りて厚く御礼申し上げます。また、このような機会を与えてくださいましたChem-Stationの方々にも感謝申し上げます。

研究者の略歴

名前: 松岡 悠太
所属: 九州大学大学院薬学研究院 生命物理化学分野 助教
略歴:
2011年3月  九州大学薬学部創薬科学科 卒業
2013年3月  九州大学大学院薬学府創薬科学専攻修士課程 修了
2016年3月  九州大学大学院薬学府創薬科学専攻博士後期課程 修了
(2013年4月-2016年3月 日本学術振興会特別研究員 DC1)
2016年4-5月 九州大学大学院 薬学研究院 特別研究員
2016年6月より現職

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 有機合成化学協会誌2018年8月号:触媒的不斉全合成・分子ロータ…
  2. 2019年ケムステ人気記事ランキング
  3. 3回の分子内共役付加が導くブラシリカルジンの網羅的全合成
  4. 構造式を美しく書くために【準備編】
  5. 未来の科学者を育てる政策~スーパーサイエンスハイスクール(SSH…
  6. 電子実験ノートSignals Notebookを紹介します ②
  7. ラジカルonボロンでフロンのクロロをロックオン
  8. アンモニアを用いた環境調和型2級アミド合成

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. ニセ試薬のサプライチェーン
  2. 地域の光る化学企業たち-2
  3. イグノーベル賞2020が発表 ただし化学賞は無し!
  4. 第二回 伊丹健一郎教授ー合成化学はひとつである
  5. ケムステの記事を導出しています
  6. ガッターマン・コッホ反応 Gattermann-Koch Reaction
  7. シリカゲルはメタノールに溶けるのか?
  8. 製薬業界における複雑な医薬品候補の合成の設計について: Nature Rev. Chem. 2017-2/3月号
  9. 科学は探究心を与え続けてくれるもの:2016 ロレアル–ユネスコ女性科学者 日本奨励賞
  10. 危険!DDT入りの蚊取り線香

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2021年12月
 12345
6789101112
13141516171819
20212223242526
2728293031  

注目情報

注目情報

最新記事

シクロデキストリンの「穴の中」で光るセンサー

第468回のスポットライトリサーチは、上智大学理工学部 物質生命理工学科 分析化学研究グループ(早下…

Excelでできる材料開発のためのデータ解析[超入門]-統計の基礎や機械学習との違いを解説-

 申込みはこちら■開催概要近年、少子高齢化、働き手の不足の影響を受け、従来の経験と勘によ…

超原子価ヨウ素反応剤を用いたジアミド類の4-イミダゾリジノン誘導化

第468回のスポットライトリサーチは、岐阜薬科大学  合成薬品製造学研究室(伊藤研究室)に所属されて…

研究室でDIY!ELSD検出器を複数のLCシステムで使えるようにした話

先日のBiotage Selekt + ELSDの記事でちらっと紹介した、ELS…

第37回ケムステVシンポ「抗体修飾法の最前線 〜ADC製造の基盤技術〜」を開催します!

修論・卒論・博士論文で大忙しの2,3月ですが、皆さんいかがお過ごしでしょうか。まとめ作業とデスク…

有機合成化学協会誌2023年1月号:[1,3]-アルコキシ転位・クロロシラン・インシリコ技術・マイトトキシン・MOF

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2023年1月号がオンライン公開されました。す…

飲む痔の薬のはなし1 ブロメラインとビタミンE

Tshozoです。あれ(発端記事・その後の記事)からいろいろありました。一進一退とはいえ、咀…

深紫外光源の効率を高める新たな透明電極材料

第467回のスポットライトリサーチは、東京都立大学大学院 理学研究科 廣瀬研究室の長島 陽(ながしま…

化学メーカー発の半導体技術が受賞

積水化学工業株式会社の高機能プラスチックスカンパニー開発研究所エレクトロニクス材料開発センターが開発…

ラジカル種の反応性を精密に制御する-プベルリンCの世界初全合成

第466回のスポットライトリサーチは、東京大学大学院薬学系研究科 天然物合成化学教室 (井上研究室)…

Chem-Station Twitter

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP