成29 ８ 22日
名古屋大学大学院医学系研究科 研究科長：門松 健治 法医 生命倫理学 財津 桂 い けい 准教授 医療技術学専攻病態解析学 林 由美 や ゆ 助教 い も名古屋大学高等研究院 院長：篠原 久典 教員を兼務 び株式会社島 津製作所 研究 プ 超微細針 鍼灸針 を用いた新規イオン化法 あ
針エ プ イオン化法 PESI タン 質 析 MS/MS を組 合わ た新規質 析法 PESI/MS/MS を用い ウ 脳内 内因性代謝物 タボ イ
直接 析 成功 大脳内 け タボ イ 局所解析を行うこ
成功 た
ア ノ酸や 機酸 脂肪酸 糖類 内因性代謝物 タボ イ を網羅的 解
析 手法 あ タボ 解析 近 生命科学 い 広く活用
い 財 津 准 教 授 林 助 教 株 式 会 社 島 津 製 作 所 研 究 チ 2016 PESI/MS/MS 肝臓中 タボ イ 直接 析法を開発 た こ 析法 従 来 タボ 解析 い 必 須 あ た 抽出操作 前 処理 操作を行う こ く 肝臓内 タボ イ を直接 析 こ 可能 手法
そこ 本研究 こ 手法を脳試料 解析 拡張 脳内 タボ イ 直接 析法 構築を試 た 一般的 脳 脂質類 豊富 存在 そ 脂質類 析時 妨害成 こ 前処理操作 可欠 た PESI/MS/MSを脳 試料 適用 た結果 前処理操作を一 行うこ く 脳内 タボ イ を直接 迅 速 析 こ 成功 た 本手法 先端直 約700 nm 超微細 針 鍼灸針 を試料 取 びイオン化 機構 用い い こ 大脳皮質 海馬 け タボ イ 局所 布 違いを捉え こ も成功 た 本手法 確立
疾患等 病態解析 必須 あ タボ 解析 技術発展 大
く寄 も 脳内 局所解析や脳内成 ピン イ ン 技術
へ 拡張 強く期 た 今後 脳疾患や 知症 病態解析 本手法 を応用 こ も望 い
本研究成果 名古屋大学研究強化促進事業 若手新 創成研究ユニ in vivo ア タイ オ 研究室 活動 基 くも あ 成29 6 30日 付 科学雑 Analytica Chimica Acta オン イン版 掲載 た
超微細針 鍼灸針 を用い 新規 析法を用い
ウ 脳内 直接 迅速 解析法 構築 成
超微細針 鍼灸針 を用い 新規 析法を用い
ウ 脳内 直接 迅速 解析法 構築 成
ン
○ 先端直 700 nm 超微細針 鍼灸針 を用い 新規 析法 あ
PESI/MS/MS を ウ 脳内 内因性代謝物 析 世界 初 応用
○ ウ 脳試料を穿刺 け 簡便 迅速 脳内 を直接 同定
○ 先端直 700 nm 超微細針を用い 大脳 け 皮質 海馬 プ 差異を簡便 捉え こ 可能 あ 局所解析へ 応用 可能
．背景
近 酸や有機酸 脂肪酸 糖類 内因性代謝物 を網羅的
解析 手法 あ 解析 生 科学 い 広く活用さ い
そ 中 特 大 社会問題 い 脳疾患や 知症 病態解析
い 解析を用い 研究例 多数報告さ い 一般
解析を行う 抽出操作 い 前処理操作を行い そ 後 質
析計 機器 析法を用い プ ン を行い 中
脳を 析試料 し 場合 脳内 脂質類 豊富 存在し そ 脂質類 析時
妨害成 こ 前処理操作 可 し し し 前処理操作 多
大 時間を要し 結果 を 可能性 あ 問題点 多く残さ い
脳試料 解析 脳内局所 布 要 意味を持 こ
局所解析を簡便 行う手法 開発 求 い し
．研究成果
本研究 超微細針 鍼灸針 を用い 新規 ン化法 あ 針エ プ ン化法 PESI ン 質 析 MS/MS を組 合わ 新規質 析 法 PESI/MS/MS 図1 を用い 前処理操作を行うこ く 脳内
直接 析を試 し そ 結果 前処理操作を一 行うこ く 脳内 を 直接 迅速 1 析当 0.2 析 こ 成 し し 大脳内 エ
代謝を低 さ 薬剤 AM-2201 を投 し ウ コン ウ 大脳皮質 内 をPESI/MS/MS 析し 得 結果 い 多変 解析 PLS-DA を行 結果 図2 多変 解析 結果 図2左 示 う 投 群 コン
群 良好 離し こ プ 両群 異 こ 視覚的
わ 図 2 右 示 ン プ ッ 2 群間 差 大 く異
成 を ッ ップ こ 出来 解析結果 ン酸 コ 酸
成 2 群間 大 く異 こ わ し こ 既報
い 変動 こ 明 い 成 あ PESI/MS/MS 前処理操作を一 行うこ く 既存 解析法 同等 結果を得 こ 可能 あ こ を
示し い
さ 本手法 先端直 700 nm 超微細針 鍼灸針 図1参照 を試料 取 ン化 機構 用い い こ 非常 微細 局所 布解析 応用 可 能性 あ そこ 大脳皮質 海馬 け 析をPESI/MS/MS 行い し そ 結果 図3 示 う 本手法を用い こ 前処理操作を行わ
大脳皮質 海馬 局所 布差を直接捉え こ 成 し し
以 結果 新規質 析法 あ PESI/MS/MSを用い 脂質含有率 高い脳試料 あ 煩雑 前処理操作を行うこ く 極 簡便 迅速 脳内
直接検出 可能 あ こ 示さ し さ 本手法 用い い 超微細針 鍼
灸針 特性を最大限 利用 こ 脳内 局所解析 可能 あ こ
示さ し
．今後 展開
前述 通 近 脳疾患や 知症 研究 解析 応用さ 増
し い 本手法 脳を対象 し 解析 技術発展 大 く寄
同時 脳内 局所解析 い 脳内成 ッ ン ン
技術へ 拡張 強く期 さ い 脳疾患や 知症 病態解析 本手法を
応用 こ 望 さ 今後 超微細針 低侵襲性 臓器 へ 害 少
いこ を利用し ”生 ウ ” 脳内 析 へ拡張
こ を目標 し い
図1 PESI/MS/MS 概略図
図2 大脳皮質 け コン ウ ウ 析結果
図3 大脳皮質 海馬 局所 析 結果
．用語説明
： 酸や有機酸 脂肪酸 糖類等 内因性代謝物を指 各
機能的 ッ ワ を形成し 相互作用 こ を網羅的
解析 手法 解析 進展 著しく 索や生体 機能
解明 関わ 研究等 応用さ い
解析： を網羅的 解析 手法を指 生体試料
抽出や濃縮等 前処理を行 後 質 析や
ン 質 析 液体 ン 質 析等を用い 解
析を行う 一般的 あ
PESI： 針エ プ ン化法 (Probe Electrospray Ionization) 2007 山梨大学 岡賢 教授 開発し 新規 ン化法 あ 鍼灸針 先端直 700 nm を用い 試料 取 ン化を行うこ 可能 あ 超微細針 鍼灸針 を使用 こ 高い空間 解能を達成 こ 出来 本研究成果 示し う 局所 解析へ 応用 可能 あ
ン 質 析 (MS/MS)：対象成 を ン化し 電場等 利用し 対象成 を質 依 存的 離 析法 う 質 離部 四 極型 質 離装置を 3 直列
接続し を指 MS/MS 二段階 質 離 可能 ン化し
対象成 特異的 検出 可能 あ
PESI/MS/MS：新規 ン化法 あ PESI 化合物 同定能力 高い ン 質 析 MS/MS を組 合わ こ 前処理操作 要 対象成 をそ 状態 ン 析 こ 可能 あ 2016 当研究 プ PESI/MS/MSを用
い 直接 析法を世界 初 報告し さ 生 ウ 肝臓中
ニ ン 成 し い
多変 解析：複数 変数 多変 を統計的 解析 手法 こ 主成 析等 知 い 本研究 用い PLS- 析 (PLS-DA) 得
プ 記述さ 各 ウ い 群情報を え うえ
最 群 離を達成出来 う 二 元空間 各 ウ を落 し込 こ プ 群間差を視覚的 描写 こ 可能 手法 あ
．発表雑
Intact metabolite profiling of mouse brain by probe electrospray ionization/triple quadrupole tandem mass spectrometry (PESI/MS/MS) and its potential use for local distribution analysis of the brain
Analytica Chimica Acta 2017年6月30日付けの電子版に掲載
DOI：https://doi.org/10.1016/j.aca.2017.06.047
English ver.
https://www.med.nagoya-u.ac.jp/medical_E/research/pdf/Analytica_C_20170822en.pdf Yumi Hayashi,Kei Zaitsu, Tasuku Murata, Tomomi Ohara, Stéphane Moreau, Maiko Kusano, Hiroshi Tanihata, Hitoshi Tsuchihashi, Akira Ishii, Tetsuya Ishikawa
