発光強度の変化でタイヤ添加剤とアルブミンの結合を「見える化」 -生体内挙動の解析や環境モニタリングにつながるイメージング技術-

2026-09-28 産業技術総合研究所

産業技術総合研究所(産総研)などの研究チームは、タイヤ添加剤6PPDやその酸化生成物6PPD-Qが、生体内タンパク質アルブミンに作用する様子を発光強度の変化から可視化する技術を開発した。アルブミンと特異的に結合して発光するセレンテラジン(CTZ)誘導体の「発光インジケーター」を設計し、6PPDなどがアルブミンの薬物結合部位に作用すると発光が弱まる現象を利用する。ヒトや動物由来アルブミンを用いた実験に加え、生きたマウスの肝臓で6PPDによる発光変化を観察し、生体内での化学物質の挙動を可視化できることを実証した。さらに、アルブミンを塗布した紙ベースセンサーに応用し、大型分析装置を使わず迅速に検出できることを示した。タイヤ摩耗粉塵由来化学物質の環境モニタリングに加え、薬物動態評価や診断支援などへの応用が期待される。

発光強度の変化でタイヤ添加剤とアルブミンの結合を「見える化」 -生体内挙動の解析や環境モニタリングにつながるイメージング技術-
概要図 タイヤ摩耗粉塵由来の化学物質と生体内アルブミンの結合を利用した生体イメージング
発光インジケーターはアルブミンと特異的に結合して可視光を放つが(右図:写真中央)、タイヤ添加剤に用いられる化学物質がアルブミンに作用すると、この発光が弱まる様子を示す(右図:写真右)。
※原論文の図を引用・改変したものを使用しています。

<関連情報>

コエレンテラジンを介したアルブミン発光によるタイヤ由来汚染物質の有害影響の生体内イメージング Imaging the Adverse Effects of Tire-Derived Contaminants via Coelenterazine-Facilitated Albumin Luminescence In Vivo

Sung-Bae Kim;Tadaomi Furuta;Ryohei Nihongi;Shuma Kinugasa;Nobuo Kitada;Suresh Thangudu;Arutselvan Natarajan;Shojiro A. Maki;Daniel Citterio;Ramasamy Paulmurugan
Environmental Science & Technology  Published:September 28, 2026
DOI:https://doi.org/10.1021/acs.est.6c06255

Abstract

The widespread use of automotive tires has resulted in the global distribution of tire-derived contaminants in the environment. In this study, we developed a versatile molecular imaging platform using novel synthesized coelenterazine (CTZ) analogs to quantitatively assess the impacts of tire additives and the primary oxidation products, 6PPD and 6PPD-Q, in vitro and in vivo. The results indicate that these compounds competitively block the interaction of CTZ analogs with serum albumins, suppressing luminescence signals. Specifically, 6PPD significantly reduced CTZ-facilitated luminescence in vitro, with pronounced suppressive effects observed for rabbit (55%) and porcine (65%) serum albumins. Interestingly, 6PPD and 6PPD-Q also suppressed human serum albumin (HSA)-facilitated CTZ luminescence by 31% and 47% respectively, depending on the specific CTZ indicator utilized. Collectively, these findings demonstrate that 6PPD and 6PPD-Q significantly interfere with the normal ligand-binding capacity of serum albumins across various species, including humans. This work contributes to ongoing efforts to evaluate and mitigate the ecological and public health risks posed by emerging contaminants from automotive vehicles.

0502有機化学製品
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