2023-03-17 名古屋市立大学,科学技術振興機構
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Ｏ２（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。
＜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＞
＜研究に関すること＞
家田 直弥（イエダ ナオヤ）
名古屋市立大学 大学院薬学研究科 講師
中川 秀彦（ナカガワ ヒデヒコ）
名古屋市立大学 大学院薬学研究科 教授
＜ＪＳＴ事業に関すること＞
宇佐見 健（ウサミ タケシ）
科学技術振興機構 戦略研究推進部 先進融合研究グループ
＜報道担当＞
名古屋市立大学 総務部 広報室 広報係
科学技術振興機構 広報課
