広報活動

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2016年4月12日

理化学研究所
大阪府立大学

アクロレインの可視化に成功

-生きた細胞で発生する毒性分子アクロレインと酸化ストレス疾患の関連性究明に大きな手がかり-

酸化ストレス条件下でのアクロレインの可視化の図

酸化ストレス条件下でのアクロレインの可視化

喫煙時や有機物の燃焼時には「アクロレイン」という物質が発生します。アクロレイン分子は不飽和アルデヒド分子の一種で、小さくて反応性が高いため、生体内のさまざまな分子と反応して強い毒性を示します。がんやアルツハイマー、脳梗塞など、酸化ストレスを原因とする疾患では、細胞にアクロレインが過剰発生し、酸化ストレスをさらに強めていると考えられています。このため、アクロレインと酸化ストレスの関連性を調べることが重要とされ、これまで、さまざまな手法が試みられてきました。しかし、コストや利便性の面から、生きた細胞で発生するアクロレインを可視化し、検出する方法の開発が急がれていました。

理研の研究者を中心とした国際共同研究グループは、アクロレインの新しい有機反応を開発する中で、3つの窒素にアルキル基が付いた単純な組成の「アジド化合物」が、生体に存在する分子の中でアクロレインとだけ“選択的”に反応することを発見しました。従来、アジド化合物は、生体内(細胞内)の分子とは、通常反応し難い化合物と考えられていましたが、細胞が発生するアクロレインだけが、低濃度のアジド化合物と混ぜ合わせるだけで素早く反応しました。また、反応時にできる1,2,3-トリアゾリン化合物が、細胞内に効率良く取り込まれていることを見いだしました。共同研究グループは、この現象を利用して、生きたままの細胞を使ってアクロレインを可視化し、条件によってはこれまでの方法と比べて1000倍以上の感度で検出することに成功しました。簡単に入手できる蛍光基をもつアジド化合物を細胞にふりかけるだけで、細胞から発生するたったnMの濃度のアクロレインでも、その様子を明確に画像でとらえることができます。

今回の成果によって、アクロレインと酸化ストレス疾患との関連性の究明が進むと考えられます。また、アクロレインが発生している細胞や組織に、選択的に薬を送ることが可能になり、酸化ストレス疾患におけるドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発にもつながりそうです。

理化学研究所
准主任研究員研究室 田中生体機能合成化学研究室
准主任研究員 田中 克典 (たなか かつのり)
特別研究員 アンバラ・ラクマット・プラディプタ (Ambara Rachmat Pradipta)
特別研究員 泰地 美沙子 (たいち みさこ)