東工大ら,生細胞内タンパク質の量と動態を蛍光観察

東京工業大学とシンガポール科学技術研究庁は,細胞内抗原に結合すると光る抗体断片Intra Q-bodyを細胞内に導入することにより,生細胞内タンパク質存在量の時空間的変化を観察できるバイオセンサーとして用いることに成功した(ニュースリリース)。

これまで研究グループでは,蛍光色素で部位特異的に化学修飾した抗体断片であるクエンチ抗体(Quench body/Q-body)を構築してきた。Q-bodyは,励起光を照射したときの蛍光強度の変化を見ることで,抗原としてさまざまな物質を検出できる。

しかしこれまでは,細胞表面にあるバイオマーカータンパク質の簡便な検出は可能だったが,細胞内タンパク質の検出やイメージングには成功していなかった。

今回研究グループでは,がん抑制タンパク質であるp53を細胞内で高い応答で検出できる,安定なQ-Body(Intra Q-body)を構築した。これを細胞内に電気穿孔法を利用して導入することで,固定化細胞のみならず,洗浄が不可能な生細胞内でもガン抑制タンパク質p53のリアルタイムイメージングに成功した。

このIntra Q-bodyを用いたシステムでは,抗がん剤投与による生細胞内でのp53量の時間変化を,高い応答と精度で24時間以上にわたり観察できた。さらに,発現量の異なる細胞群の中からp53発現細胞のみをセルソーターで濃縮することにも成功した。

この研究により,Intra Q-body化した抗体を用いることで,これまで観察できなかった生きた細胞内タンパク質の量と局在を高い画質で可視化でき,さらに細胞を高精度で「ふるい分け」できることが示された。

この方法によれば,p53が過剰発現しているがん細胞や,ウイルスに感染した細胞を集めて解析したり,制御性T細胞におけるFoxP3などの特定の転写因子を発現している細胞を集めて治療に用いたりすることが可能となり,基礎研究に貢献できるだけでなく,診断医療の進歩に寄与することが期待されるという。

また,今回はIntra Q-bodyを細胞内に導入する際に,技術的に確立された電気穿孔法を用いたが,研究グループは今後,近年報告の増えているペプチド系試薬などを用いることで,より多くの人がIntra Q-bodyを試せるようにしたいとしている。

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