慶應義塾大学学術情報リポジトリ(KOARA)KeiO Associated Repository of Academic resources

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2017000001-20170006  
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本文公開日
 
タイトル
タイトル 顕微質量分析イメージング技術を用いた含硫化合物依存性眼球機能制御機構の解明  
カナ ケンビ シツリョウ ブンセキ イメージング ギジュツ オ モチイタ ガンリュウ カゴウブツ イゾンセイ ガンキュウ キノウ セイギョ キコウ ノ カイメイ  
ローマ字 Kenbi shitsuryō bunseki imējingu gijutsu o mochiita ganryū kagōbutsu izonsei gankyū kinō seigyo kikō no kaimei  
別タイトル
名前 Functional analyses of sulfur-containing amino acid-derived thiol compounds in eyes by MALDI MS imaging  
カナ  
ローマ字  
著者
名前 菱木, 貴子  
カナ ヒシキ, タカコ  
ローマ字 Hishiki, Takako  
所属 慶應義塾大学医学部臨床研究推進センター専任講師(有期・医学部)  
所属(翻訳)  
役割 Research team head  
外部リンク  
 
出版地
 
出版者
名前 慶應義塾大学  
カナ ケイオウ ギジュク ダイガク  
ローマ字 Keiō gijuku daigaku  
日付
出版年(from:yyyy) 2018  
出版年(to:yyyy)  
作成日(yyyy-mm-dd)  
更新日(yyyy-mm-dd)  
記録日(yyyy-mm-dd)  
形態
1 pdf  
上位タイトル
名前 学事振興資金研究成果実績報告書  
翻訳  
 
 
2017  
 
開始ページ  
終了ページ  
ISSN
 
ISBN
 
DOI
URI
JaLCDOI
NII論文ID
 
医中誌ID
 
その他ID
 
博士論文情報
学位授与番号  
学位授与年月日  
学位名  
学位授与機関  
抄録
本研究は, CBS(cystathionine beta-synthase)やCSE(cystathionine gamma-lyase)より産生されるチオール(-SH基を持つ)化合物, パースルフィド(-SSH基を持つ)化合物等, 「含硫化合物」の眼球における機能解明を目的とする。
眼球は, 高い抗酸化作用を有するチオール化合物のひとつであるグルタチオン(GSH)の濃度が高い組織として知られるが, 眼球中のGSH量は加齢に伴い減少する。また高齢での発症率が高い白内障は, CBSノックアウトマウス(CBS KO)の表現型の一つであり, 白内障の治療にはグルタチオン点眼薬が汎用されている。一方, CSEノックアウトマウス(CSE KO)は白内障を発症しない。
申請者は, 平成28年度までの成果としてCBS KOとCSE KOの眼球中の含硫化合物を網羅的に定量した結果, GSHとグルタチオンのパースルフィド化合物(GSSH)の量は, CSE KO, CBS KOともに野生型に比べて有意に減少していたが, CSE KOとCBS KOとの比較では有意な差は確認出来なかった。
そこで本年度は, 質量分析イメージング法を用い, GSH, GSSHの眼球機能との関連について, 局在情報を含めた詳細な検討を行った。申請者が用いた大気圧イオン源を用いたイメージング法は, SSH基をより安定なS-スルホン酸に置換することで, GSHより数オーダー低い濃度でしか存在しない組織中のGSSHを感度よく検出し, 画像化出来る。この手法を用いCBS KO, CSE KOのマウス眼球の質量分析イメージングを行ったところ, GSHは水晶体に, GSSHは角膜上皮や水晶体線維細胞に集積していることが判明した。さらに, GSH量はCBS KO, CSE KOともに野生型に比べて減少していたにも関わらず, GSSHはCBS KOでは減少していたが, CSE KOでは野生型に比べて有意な差は確認出来なかった。さらに, CBS KOでは, 水晶体線維細胞の「六角柱構造」に乱れが生じていることもわかった。
これらの結果から, CBSは, ポリサルファー化合物を介したタンパク質機能やレドックス恒常性の制御に不可欠な酵素であり, 水晶体の透明性を維持する上で重要な役割をもつことが示唆された。
Both of thiol (containing an-SH group) compounds and persulfide (containing an-SSH group) compounds are synthesized by the enzymes CBS (cystathionine beta-synthase) and CSE (cystathionine gamma-lyase), which are sulfur-containing amino acid metabolism. The aim of this study is to be clarified the mechanism of the thiol compounds to keep visual function through the eyes.
Glutathione (GSH) is one of the most powerful anti-oxidant thiol compounds, and the eyes are known to contain high level of GSH. Furthermore, for the treatment of Cataracs that is one of common eye diseases in elderly people, a glutathione-eye-drop is well-known. Cataracs is a major phenotype of the CBS knockout mice (CBS-KO), but not in CSE knockout mice (CSE-KO).
Previously, we measured the amount of the thiol compounds comprehensively in mouse eyes. As the result, the levels of GSH and glutathione-persulfide (GSSH) in the eyes from these KO mice are significantly lower than that of the WT. However there are not significant differences among them.
In this study, we tried to detect the GSH and GSSH by the atmospheric-pressure MALDI (Matrix-Assisted Laser/Desorption Ionization) MS imaging. Using this technology, each of GSH and GSSH can be readily oxidized to derive glutathione sulfonate (GSO3-) and glutathione S-sulfonate (GSSO3-) whose ionization efficiency is much higher than its native form, making it possible to detect this trace-amount metabolites. This oxidation reaction is a specific phenomenon only seen in atmospheric-pressure MALDI. Using this method, we obtained MS-images from mice eyes and acquired images showed GSO3- and GSSO3- are higher in the lens epithelia and the cortex fiber cells. Furthermore, GSSH in CBS-KO was decreased, but not in WT and CSE-KO mice, while GSH levels of the CBS-KO and CSE-KO were significantly lower than that of WT. Moreover, morphometric analyses of alignment of lens-fiber-cell showing that hexagonal packing geometry was disturbed in the lens from CBS-KO.
Altogether, CBS plays important roles in redox homeostasis through the persulfide-compounds in the lens to keep visual function.
 
目次

 
キーワード
 
NDC
 
注記

 
言語
日本語  

英語  
資源タイプ
text  
ジャンル
Research Paper  
著者版フラグ
publisher  
関連DOI
アクセス条件

 
最終更新日
Feb 21, 2019 13:07:29  
作成日
Feb 21, 2019 13:07:29  
所有者
mediacenter
 
更新履歴
Feb 21, 2019    インデックス を変更
 
インデックス
/ Public / 塾内助成報告書 / 学事振興資金研究成果実績報告書 / 2017年度
 
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