名古屋市立大学,科学技術振興機構(JST)

令和5年3月17日

名古屋市立大学
科学技術振興機構(JST)

狙った場所に、望んだタイミングで低酸素環境を作り出す
光酸素スカベンジャーを開発

名古屋市立大学 大学院薬学研究科の家田 直弥 講師、中川 秀彦 教授、同 大学院医学研究科の澤田 雅人 講師、澤本 和延 教授、群馬大学 大学院理工学府の吉原 利忠 准教授、および京都大学 大学院工学研究科の中尾 章人 助教、森 泰生 教授らの共同研究グループは、光によってO(酸素)の消費を制御できる新たな試薬を開発しました。酸素はヒトを始めとする生命が活動エネルギーを作り出すために必要不可欠な分子ですが、体の中で酸素濃度が低下した状態(低酸素)をどうやって体が感知しているのか、未解明な点が多いのが現状です。このような研究において低酸素環境を自在に操ることができれば、体のどの部位が、どのようなタイミングで低酸素を感知しているのか、詳細に調べることが可能になり、低酸素によって引き起こされるさまざまな疾患の病態の解明につながると考えられます。

今回、セレン(Se)という元素を含む色素が、サプリメントとしても知られるグルタチオンという物質と協働し、緑色やダイダイ色の可視光に応答して急速に酸素を消費する光酸素スカベンジャーとして機能することを発見しました。これらを応用し、非常に狭い範囲に光を照射することで細胞数個分程度の範囲でも低酸素状態を作り出せることが分かりました。また、低酸素に応答してカルシウムイオンを流入させるたんぱく質であるTRPA1(Transient Receptor Potential A1)の活性を、一部分の細胞だけで光制御できることも分かりました。このように生きた細胞にも応用でき、光によって酸素を消費できるような試薬は前例がないため、低酸素の研究における強力なツールとして期待されます。

本研究成果は、2023年3月17日(日本時間)に「Angewandte Chemie International Edition」に掲載されます。

本研究は、科学技術振興機構(JST) ACT-X(家田 直弥:JPMJAX2011、中尾 章人:JPMJAX191A)、日本学術振興会科研費 学術変革領域研究(A)(中川 秀彦:21H05259、中尾 章人:21H05627)、基盤研究C(家田 直弥:20K05752)、若手研究(中尾 章人:21K15208)、基盤研究S(澤本 和延:20H05700)、名古屋市立大学 特別研究奨励費(中川 秀彦)、AMED 革新的先端研究開発支援事業(澤本 和延:22gm1210007)によって支援されたものです。

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“An Optochemical Oxygen Scavenger Enabling Spatiotemporal Control of Hypoxia”
DOI:10.1002/anie.202217585

<お問い合わせ先>

前に戻る