公立大学法人大阪府立大学

アクロレインの可視化に成功

更新日:2016年4月12日

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―

要旨

理化学研究所(理研)田中生体機能合成化学研究室の田中克典准主任研究員、アンバラ・ラクマット・プラディプタ特別研究員、泰地美紗子特別研究員らの国際共同研究グループは、酸化ストレス(解説1)により、不飽和アルデヒド分子(解説2)の一種「アクロレイン(解説2)」が生きた細胞で発生する様子を、単純な組成のアルキル、またはアリールアジド化合物(解説3)をふりかけることで、簡便に可視化し、直接検出することに成功しました。この研究グループには本学21世紀科学研究機構の中瀬生彦 テニュアトラック講師が加わっています。

喫煙や有機物の燃焼時に発生するアクロレインは、生体内の分子と速やかに反応し、強い毒性を示すことが知られています。また、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においても細胞にアクロレインが過剰に発生し、さらに酸化ストレスを亢進させると考えられています。このため、細胞で発生するアクロレインと酸化ストレス疾患との関連性を調べることは重要と考えられてきましたが、これまで生きた細胞で発生するアクロレインを直接検出することはできませんでした。

国際共同研究グループは、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のみ選択的に反応を起こすことを発見しました。この現象を利用して、アクロレインを生きたままの検体を使って可視化・検出することに成功しました。安価で入手容易なアジド化合物を細胞にふりかけるだけで、簡単にアクロレインを検出できるため、今後、アクロレインと酸化ストレス疾患の関連性究明に大きく貢献すると期待できます。

本研究は、科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業 個人型研究(さきがけ)の研究領域「分子技術と新機能創出」(研究総括:加藤隆史)研究課題名「生体内合成化学治療:動物内での生理活性分子合成」(研究者:田中克典)の一環として行われました。本成果は、米国の科学雑誌「ACS Sensors」に掲載されるのに先立ち、オンライン版に近日掲載されます。

用語解説

解説1 酸化ストレス

生体内で酸化還元状態の均衡が崩れた時、過酸化水素やヒドロキシラジカルを代表とする活性酸素が生産される。これらが生体内のタンパク質や脂質、あるいは核酸と反応し、生体にダメージを与える。がんや動脈硬化、アルツハイマーや慢性疾患など、酸化ストレスを原因とする疾患が良く知られている。

解説2 不飽和アルデヒド、アクロレイン

アルデヒド基が二重結合(または三重結合)と炭素・炭素結合を介してつながった構造を持つ化合物を不飽和アルデヒドといい、アルデヒド基につながる二重結合が、全て水素で置換されている分子がアクロレインである。不飽和アルデヒドは、アルデヒド基や二重結合の多数の部位で反応でき、反応性が高い分子で、特にアクロレインは不飽和アルデヒドの中で最も小さく反応性が高いため、生体内のさまざまな分子と反応する。また、毒性が非常に強い。

解説3 アルキル、またはアリールアジド

アジド(3つの窒素原子が直線に並んだ構造)にアルキル基や芳香族基がついたもの。アジドは、有機反応が古くから多数報告されているが、基本的に生体に存在する分子とは反応せず、生体内(細胞内外)で安定に存在すると考えられている。このため、細胞内外でアジドに選択的な反応を用いて標識研究が盛んに実施されている。

お問い合わせ

大阪府立大学 21世紀科学研究機構 ナノ科学・材料研究センター

担当 中瀬 生彦 テニュアトラック講師

Tel 072-254-9895 Fax 072-254-9895 Eメール i-nakase[at]21c.osakafu-u.ac.jp[at]の部分を@と変えてください。