コレステロール動態解析のための化学プローブ技術国立研究開発法人産業技術総合研究所バイオメディカル研究部門健康維持機能物質開発研究グループ主任研究員小川昌克健康工学研究部門界面・材料研究グループ研究グループ長田中睦生 1 想定される用途従来と異なる細胞内の遊離コレステロールをターゲットとする化学プローブを考案しました。 • ライブセルイメージング（生きた細胞の蛍光顕微鏡観察）用のコレステロール蛍光プローブ • エクソソームやコレステロール輸送タンパク質など研究のための研究試薬の開発 2 私どもの技術開発の背景 •動物細胞はコレステロールなくして生きられない。 •動物細胞の健康維持にコレステロールは深くかかわり、その役割は多岐にわたる。 •コレステロール研究の歴史は古く膨大な研究報告があるが、コレステロールの役割について詳細な分子機構は今でも不明なことが多い。 •今後、コレステロール研究において、化学プローブの研究開発が重要と考えます。 3 従来技術とその問題点既に実用化されているコレステロール化学プローブは、コレステロールの疎水性部分を化学修飾して作られています。しかし、コレステロールが細胞内で近傍分子との相互作用する際、その水酸基と疎水性部分の両方が重要です。疎水性部分を化学修飾すると膜中で分子運動の異常が危惧されます。 4 従来技術とその問題点コレステロールの構造式アルキル鎖環状部分水酸基疎水性部分 5 新技術の特徴・従来技術との比較コレステロールの化学プローブを作る際に、コレステロール分子認識に重要な部分が化学修飾によって構造変化することが従来技術の問題点でした。本技術では、コレステロールの水酸基を化学修飾して蛍光基等をコレステロールに導入しました。その際、水酸基部分に「水素結合する基」を残すことで分子認識に重要な構造を保存しました。 6 新技術の特徴・従来技術との比較本技術によるコレステロール化学プローブの構造式 R：蛍光基など 7 実験結果の例培養細胞を本技術に基づくコレステロール蛍光プローブで染色した顕微鏡画像（ライブセルイメージ）上段：微分干渉像下段：蛍光像スケールバー 50mm 左列：染色直後右列：染色後３時間 8 想定される用途 • 細胞内の遊離コレステロールを可視化するための本技術の特徴を生かした蛍光プローブ参考文献： Ogawa Y., Tanaka M. (2016）Anal. Biochem., 492, 49-55. • 上記以外に、エクソソームを精製する試薬の開発に利用されることが期待される。 9 実用化に向けた課題 • 現在、培養細胞内の遊離コレステロール局在を観察するための蛍光プローブまで開発済みです。 • 今後、本蛍光プローブによるコレステロール細胞内動態の観察データを取得し、さらに有用性を検証します。 • 蛍光プローブ以外では、実用化に向けて脂質やタンパク質等との相互作用を検出できるよう技術を確立する必要があります。 10 企業への期待 • 本技術による蛍光プローブがライブセルイメージング用コレステロールプローブとして製品化されることを希望します。 • 研究用試薬の開発技術を持つ企業との連携（ライセンス、共同研究等）を希望します。 • また、エクソソーム研究等のための研究用試薬を開発中の企業には、本技術の導入が有効と思われます。 11 本技術に関する知的財産権 • 発明の名称：膜マイクロドメイン又はコレステロール認識タンパク質検出用高感度分子プローブ • 登録番号：特許第5004234号 • 出願人：産業技術総合研究所 • 発明者：小川昌克、田中睦生 12 お問い合わせ先国立研究開発法人産業技術総合研究所生命工学領域研究戦略部イノベーションコーディネータ新間陽一ＴＥＬ０２９－８６２－６０３２ＦＡＸ０２９－８６２－６０４８ e-mail [email protected] 13