東京大学,京都大学 アイセムス（高等研究院 物質－細胞統合システム拠点）,大阪大学,科学技術振興機構（JST）

2026（令和8）年7月8日

東京大学
京都大学 アイセムス（高等研究院 物質－細胞統合システム拠点）
大阪大学
科学技術振興機構（JST）

1細胞の全たんぱく質発現パターンを分子感度で解析することに成功

～従来法のわずか数十分の一の細胞数で、分化過程の全体像が明らかに～

ポイント

東京大学 大学院薬学系研究科のラティファ・ビンティ・カマルザマン 特任研究員（研究当時、大阪大学 大学院生命機能研究科 大学院生）、金 水縁 助教、谷口 雄一 教授、京都大学 アイセムス（高等研究院物質―細胞統合システム拠点（WPI-iCeMS））の日髙 拓也 客員研究員（研究当時）、京都大学 農学部の土田 美咲 学部生（研究当時）らの研究グループは、伝統的なたんぱく質分析法であるゲル電気泳動法に先端顕微鏡技術である光シート顕微鏡を導入することで、細胞内に存在するたんぱく質全体（プロテオーム）を、細胞ごとに、分子量別の発現プロファイルとして1分子感度で計測できるSingle-cell PAGE-PISA法を開発しました。

Single-cell PAGE-PISA法は、個々のたんぱく質を一つ一つ同定する従来型のプロテオーム解析とは異なり、細胞内のたんぱく質全体のパターンを各細胞状態のプロファイルとして捉える新しい解析基盤です。本手法を用い、細胞間における総たんぱく質量の違いの解析、異なるがん細胞株の識別、さらにはiPS細胞（人工多能性幹細胞）から心筋細胞への分化過程の追跡など、多様な1細胞レベルでのプロテオーム解析に成功しました。

今後、複雑かつ多段階な分化過程に伴う細胞状態の変化を、全たんぱく質の発現パターンの時間的変化として記述・解析できる検査基盤としても有望です。さらに、疾患研究、創薬、再生医療など幅広い分野への応用が期待されます。

本研究成果は、2026年7月8日（英国夏時間）付で、「Nature Communications」に掲載されました。

本研究は、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 CREST「社会課題解決を志向した革新的計測・解析システムの創出（研究総括：鷲尾 隆）」研究領域における「物理・情報理論を駆使したゲノム高次分子構造解析技術の開発（JPMJCR2334）」、同事業 さきがけ「計測・解析プロセス革新のための基盤の構築（研究総括：田中 功）」研究領域における「三次元光学イメージングによる材料形成過程の解析基盤の構築（JPMJPR25J4）」、同事業 ACT-X「生命と化学（研究総括：袖岡 幹子）」研究領域における「三次元光散乱顕微鏡による一分子プロテオミクス（JPMJAX1914）」、日本学術振興会（JSPS） 科学研究費助成事業 基盤研究（A）（課題番号：JP20H00460）、挑戦的研究（開拓)（課題番号：JP20K20458）、若手研究（課題番号：JP19K15718、JP22K14800）、サントリー SunRiSE生命科学研究者支援プログラム、および文部科学省 国費外国人留学生制度の支援により実施されました。

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Molecular profiling of single-cell proteome via gel electrophoresis and 3D single-molecule imaging”
DOI：10.1038/s41467-026-74840-0

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