東大,生細胞内のグルタチオンの可視化と定量に成功

東京大学の研究グループは,グルタチオンに対して可逆的に反応し,グルタチオン濃度に応じて蛍光強度や蛍光波長が変化する新しい蛍光プローブの開発に成功した(ニュースリリース)。

グルタチオンは,細胞内に最も多く含まれる抗酸化物質の一つであり,細胞に傷害を与えるラジカル成分や酸化ストレスを消去したり,細胞に取り込まれた薬剤を異物として捉えて外へ排出するなど,細胞を外的なストレスから守る役割を担っている。

とりわけがん細胞は,外的ストレスを排して生存・増殖するためにグルタチオンを高濃度で保持していることが多く,ゆえに抗がん剤耐性や放射線治療耐性を獲得しているといわれている。従って,グルタチオン濃度の定量や,その濃度の増減をリアルタイムに計測・可視化する技術は,がんに関わる医療研究や創薬研究へ大きく貢献すると期待されている。

しかし従来のグルタチオン定量法は,細胞を破砕して分析せざるを得ず,“生きた”細胞内の濃度を定量してその時間的変化を知ることは不可能だった。また既存の蛍光プローブも,グルタチオンに対して不可逆的に応答するものが主流であり,濃度の増減といった情報を得ることが極めて困難だった。

研究グループは,ローダミンと呼ばれる蛍光色素のうち,特定の構造のものがグルタチオンと分子間平衡反応を起こすことを発見し,その反応を蛍光のOFF-ONや蛍光波長変化という形で検出することに成功した。これにより,生きた細胞内のグルタチオン濃度を直接定量することや,グルタチオン濃度変化の可逆的イメージングにも成功した。

今回開発した色素を使うことで,これまでは不可能であったグルタチオンの濃度定量やその時間変化の直接的な可視化が可能となり,がんや酸化ストレスに関わる基幹的研究はもとより,がん治療や創薬研究など幅広い分野への貢献が期待されるとしている。

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