中枢神経系を構成する細胞は活動に応答してグルコース代謝量と代謝経路を変動させる。例えば動物個体への刺激に応答した神経興奮は, 特定の脳部位のグルコース代謝量を増加させる。このような局所で生じる機能的グルコース代謝変動の解析には分子イメージング法が有用である。本研究では質量分析を用いた脳内グルコース代謝経路の網羅的トレースと, そのイメージング法を開発した。具体的には, 質量分析の分子網羅性を活用した13C標識グルコース代謝産物群の一斉同定/定量法(安定同位体メタボロミクス)と, これらの一斉イメージング(安定同位体イメージング質量分析)を開発し, 新規の神経/グリア間をシャトルされる代謝因子を同定した。
In response to a stimuli, neurons and astrocytes alter their metabolic pathways to fit their elevated energy demands. For example, it is known that a stimulation to an animal increase the amount of glucose consumption in the brain region specific manner. To understand molecular mechanism of this phenomenon, a molecular imaging approach is effective. In this research, we developed the novel flux analysis using stable isotopes in combination with MALDI imaging mass spectrometry, as well as quantitative metabolomics. Those lead us to answer the questions including "during a neural stimulation, in what anatomical regions of the brain, is which metabolic derangement occurring?". We finally identified a novel metabolic mediator shuttled between neurons and astrocytes up on the stimulation.

研究種目 : 挑戦的萌芽研究
研究期間 : 2014～2016
課題番号 : 26560469
研究分野 : 分析化学