多段階質量顕微鏡法の臨床化学研究 脳神経外科領域応用の考察

臨 床 化 学37:354―360,2008 特 集 ●Vol.37No.4メ タ ボ ロ ー ム 解 析

多段 階質量顕微鏡 法の

臨床化学研 究

― 脳 神 経外 科 領 域応 用 の考 察―

井上 菜 穂 子**

小 泉 慎 ― 郎*早

坂 孝 宏**

池 上 浩 司**山

本 清 二***

難 波 宏 樹*瀬

藤 光 利**

Keywords:質 量 顕 微 鏡 1.は じ め に 脳 神 経 外 科 領 域 は,脳,脊 髄,末 梢 神 経 系 な ど の神 経 組 織 か ら,そ こ に 付 属 す る血 管,骨, 筋 肉 な どの 非 神 経 組 織 に 至 る ま で,対 象 組 織 が 多 岐 に 渡 っ て い る 。 さ ら に,疾 患 に対 す る 診 断 や 治 療 な ど の 治 療 医 学 の み な らず,予 防 医 学 も含 ん で お り,扱 う 問 題 は 更 に 幅 広 い も の に な っ て い る 。 脳 分 野 に 限 定 して も,脳 血 管 障 害 や 脳 腫 瘍,頭 部 外 傷 に 対 す る 外 科 的 治 療 を含 め た 急 性 期 加 療 か ら慢 性 期 加 療 に加 え, 変 性 疾 患 や 先 天 性 疾 患 に対 す る 外 科 的 治 療 や, 機 能 的疾 患,痴 呆 や 老 化 な ど まで 幅 広 い 領 域 に展 開 さ れ る 。MRI,MDCT,SPECT,PETな ど画 像 診 断 技 術 の 飛 躍 的 な 向 上,さ らに,術 中 MRI,ナ ビ ゲ ー シ ョ ンシ ス テ ム,神 経 内 視 鏡 な ど術 中 支 援 シ ス テ ム の 導 入 に よ り,か つ て は 治 療 の 対 象 に な ら な か っ た 疾 患 や 病 態 が 外 科 的 治 療 の 対 象 と な り,脳 神 経 外 科 領 域 で 扱 わ れ る問題 が 更 に広 くな る こ とで,近 年,治 療 対 象 は確 実 に増加 してい る。 そ れ らの 治療 対 象 に新 しい 治療 方 法 が 臨 ま れ る。 そ の た め には新 薬 の 開発,神 経 再 生 医 学 の発 展 が 大 い に期 待 され る とこ ろ で あ り, 様 々 な遺 伝 子異 常 の解 明,対 象 疾患 の病 態 に 関与 す る上 流 因子 の特 定,幹 細 胞 を用 い た基 礎 研 究 な どが さか ん に行 わ れ てい る。 中 で も 疾 患 病 態 生 理 の物 質 的 基 盤 と直 結 す る 臨床 化 学 には大 きな期待 がか か っ てい る。 本稿 で は,我 々が最 近 開発 した,insituで の 新 しい分 析 化 学手 法 で あ る多段 階質 量 顕 微 鏡 法 に つ い て紹 介 し,こ の 手 法 を用 い た 脳 や 脊 髄 に対 す る新 しい 臨床 化 学研 究 の見 通 しにつ い て紹介 す る。

2.質 量顕 微鏡 法の発 展

2.1質 量 分 析 の 概 要 全 て の 物 質 は 無 数 の 原 子 か ら構 成 さ れ て お り,物 質 の 基 本 単 位 で あ る 分 子 も原 子 が 化 学 結 合 す る こ と に よ っ て 作 ら れ て い る 。 原 子 も 分 子 も そ れ ぞ れ 固 有 の 質 量 を も っ て お り,こ れ を 測 定 す る の が 質 量 分 析 法(MS;mass *浜松 医科 大 学 脳神 経外 科 紳浜松 医科 大 学 分 子解剖 学 ***浜松医科 大 学 光量子 医学 研 究 セ ン ター 354

spectrometry)で あ る 。 そ の 原 理 は,原 子 や 分 子 か ら 生 じた イ オ ン を 真 空 中 で 運 動 させ, 電 場 や 磁 場 な ど を 用 い て,そ の 質 量 に 応 じて 分 離 ・検 出 す る と い う も の で あ る1)。 分 離 ・ 検 出 さ れ た 結 果 は,質 量 ス ペ ク トル とい う,縦 軸 に イ オ ン の 相 対 強 度(量),横 軸 に 質 量 電 荷 比(m/z)を プ ロ ッ ト し た グ ラ フ で 示 さ れ る(図1)。 こ こ で,mは イ オ ン の 質 量 で,zは イ オ ンの 価 数 を表 して い る 。 上 述 の と お り,質 量 分 析 法 で は 分 子 の 質 量 (分 子 量)そ の もの を 測 る の で は な く,分 子 か ら生 じ た イ オ ン の 電 荷 と 質 量 の 比 を 測 定 し, そ こ か ら 分 子 量 を 算 出 し て い る に 過 ぎ な い 。 元 の 分 子 構 造 を保 ち,分 子 量 情 報 を与 え る イ オ ン を 分 子 量 関 連 イ オ ン と呼 ぶ 。 質 量 分 析 法 で は,検 出 対 象 分 子 を気 相 中 で イ オ ン状 態 に す る た め,非 常 に不 安 定 に な り,分 子 量 関 連 イ オ ン は 時 間 と共 に分 解 し て い く。 こ の 分 解 を フ ラ グ メ ン テ ー シ ョ ン と呼 び,生 じ た イ オ ン を フ ラ グ メ ン トイ オ ン と 呼 ぶ 。 ま た,目 的 に 応 じ て 強 制 的 に イ オ ン を分 解 さ せ る こ と もあ り,こ れ を衝 突 誘 起 解 離 と呼 び,生 成 し た フ ラ グ メ ン トイ オ ン を プ ロ ダ ク トイ オ ン と 呼 ぶ 。 質 量 分 析 法 で は,分 子 の 質 量 を 算 出 す る だ け で な く,フ ラ グ メ ン トイ オ ン や プ ロ ダ ク ト イ オ ン のm/z値 か ら元 の 分 子 の 構 造 情 報 を 得 る こ と も可 能 で あ る 。 こ こ で 威 力 を発 揮 す る の が 多 段 階 タ ン デ ム 質 量 分 析 法 で あ る 。1回 目 の 質 量 分 析 に よ り特 定 のm/z値 を 持 つ イ オ ン (プ リ カ ー サ ー イ オ ン)を 選 び,2回 目 の 質 量 分 析 で そ の イ オ ン 由 来 の プ ロ ダ ク トイ オ ン を 生 成 させ,質 量 の 測 定 を行 う こ と を タ ン デ ム 質 量 分 析 法(MS/MS;tandemMS)と い う 。 理 論 上 は3回,4回,…,n回 と無 限 に可 能 で,こ れ を 多 段 階 タ ン デ ム 質 量 分 析 法(MSn)と 呼 ぶ 。 こ こか ら得 ら れ た イ オ ン の 質 量 を 手 が か り に,検 出 され た 分 子 量 関 連 イ オ ン の 構 造,す な わ ち,分 子 の 構 造 を 推 定 す る こ とが 可 能 に な る 。 2.2イ オ ン化 法 と分 析 計 質 量 分 析 で は,分 析 対 象 分 子 が 中 性 の ま ま で は 分 析 で き な い た め,分 子 を ま ず イ オ ン に す る 必 要 が あ る 。 こ の 操 作 を イ オ ン 化 と い い, 液 体 や 固 体 か ら イ オ ン を 気 相 に 取 り 出 す 必 要 図1ラ ッ ト正 常脳 海 馬 よ り得 られ た 質量 ス ペ ク トル(m/z400-1000) 縦 軸 は イ オ ンの 相 対 強 度 を表 して い る 。 横 軸 のmは イ オ ン の 質 量 で,zは イ オ ン の価 数 を表 して い る 。 臨床化 学 第37巻 第4号2008年10月 355

レー ザ ー 照 射 直前 の サ ン プル ・ マ トリ ック ス 混 合 物 レー ザ ー 照 射 直 後 の サ ン プ ル ・ マ トリック ス 混 合 物 図2MALDI法 原 理 の 模 式 図 (出典:「島津 製 作 所MALDI-TOFMSAXIMAシ リーズ カタログ」より転載) 図3飛 行時間型質量分析計 の原理図 が あ る 。 こ の 方 法(イ オ ン 化 法)は い く つ か 存 在 す る が,生 物 ・医 学 分 野 で は,マ ト リ ッ ク ス 支 援 レ ー ザ ー 脱 離 イ オ ン 化 法(MALDI; matrix-assistedlaserdesorption/ionization)2) や,エ レ ク ト ロ ス プ レ ー イ オ ン 化 法(ESI; electrosprayionization)に 代 表 さ れ る ソ フ ト イ オ ン 化 法 が 一 般 的 に 用 い ら れ る3)。 こ れ ら ソ フ ト イ オ ン 化 法 の 原 点 を 発 明 し た 田 中 耕 一 氏((株)島 津 製 作 所)4'6)とJohnB.Fenn博 士(VirginiaCommonwealthUniversity,USA) に,2002年 の ノ ー ベ ル 化 学 賞 「生 体 高 分 子 イ オ ン化 手 法 の 開 発 」 が 授 与 され た 。 生 物 ・医 学 分 野 で 現 在 最 も よ く利 用 さ れ るMALDI法 で は,タ ンパ ク質,核 酸,脂 質,糖 鎖,薬 物 な ど 様 々 な 対 象 分 子 を 結 晶 マ ト リ ッ ク ス に 包 み 込 み,パ ル ス レ ー ザ ー を 照 射 し て 爆 発 を 起 こ さ せ,そ の爆 風 に 乗 せ て イ オ ン化 し た 対 象 物 質 を気 相 中 に 放 出 さ せ る(図2)。 放 出 さ れ た イ オ ン を 加 速 し 電 磁 場 中 で 運 動 させ る と,イ オ ン の 質 量 に よ っ て 運 動 に差 が 356

生 じ る 。 分 析 計 で は,こ の 運 動 の 差 異 を 利 用 して,イ オ ン を分 離 し,検 出 す る 。 分 析 計 に は 四 重 極 型,イ オ ン ト ラ ッ プ 型,飛 行 時 間 (TOF;time-of-flight)型,磁 場 型 な どが あ る 。 生 物 ・医 学 分 野 で は,MALDI法 と組 み 合 わ せ て,高 解 像 度,高 感 度 に高 質 量 の 生 体 高 分 子 の 測 定 で き るTOF型 が 広 く利 用 さ れ て い る 。 TOF型 質 量 分 析 法(TOF-MS)で は,m/z値 の 違 い で イ オ ン の 飛 行 時 間 が 異 な る こ と を 利 用 して 質 量 分 析 を行 う。 イ オ ン源 で 一 定 の 加 速 電 圧 で 加 速 され た イ オ ン は,m/zに 反 比 例 し た 時 間 経 過 後 に検 出 器 に 到 達 す る(図3)。 し た が っ て,m/z値 が 小 さい(軽 い)イ オ ン ほ ど高 速 で 飛 行 し,検 出 器 に よ り早 く到 達 す る 。 原 理 的 に は,TOF-MSに は 測 定 可 能 な 質 量 に 上 限 が な く,分 子 量 数 十 万 の 蛋 白 質 や 核 酸 な ど の 生 体 高 分 子 や 合 成 高 分 子 の 質 量 の 測 定 も可 能 とな る 。 2.3質 量 顕 微 鏡 法 これ ま で の 一 般 的 な 質 量 分 析 法 で は,組 織 を す り潰 した り,組 織 か ら物 質 を 抽 出 し て き た り と,目 的 物 質 の 組 織 細 胞 内 分 布 や 局 在 と い う位 置 情 報 が 失 わ れ て し ま っ て い た 。 そ こ で,近 年,次 世 代 の 質 量 分 析 法 と して 質 量 顕 微 鏡 法(IMS;imagingmassspectrometry)と い う測 定 手 法 が 提 唱 さ れ た7)。 生 体 試 料 を 直 接,位 置 情 報 を保 っ た ま ま 質 量 分 析 し,可 視 化 す る こ とで 任 意 の 分 子 の 生 体 組 織 上 に お け る 位 置(分 布 ・局 在)情 報 を 抽 出 す る 手 法 で, い わ ば 二 次 元 質 量 分 析 で あ る 。 現 在 の と こ ろ, 目 的 物 質 の イ オ ン化 と し て はMALDI法,分 析 計 と し て はTOF型 を利 用 す る こ とが 主 流 と な っ て い る(MALDI-TOF-IMS)。MALDI-TOF-IMSで は,組 織 切 片 等 の 試 料 にマ ト リ ッ ク ス を 塗 布 し,試 料 表 面 を二 次 元 的 に質 量 分 析 す る 。IMSは,得 ら れ た デ ー タ 各 点 に お け る ス ペ ク トル か ら,任 意 の ピ ー ク 情 報 を 抽 出 し画 像 を 構 成 す る とい う もの で あ る7)。 IMSの 研 究,ま たIMSを 利 用 した 研 究 は1990 年 代 半 ば 以 降 盛 ん に な り,次 第 に 臨 床 化 学 研 究 に も応 用 さ れ る よ う に な っ て き て い る 。 現 在 ま で に 様 々 な 臨 床 組 織 サ ン プ ル の イ メ ー ジ ン グ が 試 み られ,肺 癌8),大 腸 癌9),前 立 腺 癌10) な どの腫 瘍 組 織 の イ メ ー ジ ン グ に加 え11),脳 疾 患 関 連 で も,悪 性 脳 腫 瘍(神 経 膠 腫)12,13), パ ー キ ン ソ ン病(モ デ ル ラ ッ ト組 織 使 用)の イ メ ー ジ ン グ14),さ らに ア ル ツ ハ イ マ ー病 で の ア ミ ロ イ ド βペ プ チ ドの 可 視 化15,16)な どが 報 告 さ れ て い る 。 2.4多 段 階 質 量 顕 微 鏡 法 の 開 発 と マ ウ ス 正 常 脳 の イ メ ー ジ ン グ 上 述 の とお り,TOF-MSを 用 い た イ メ ー ジ ン グ は,既 に 様 々 な疾 患 サ ン プ ル の 観 察 に利 用 さ れ て い る 。 しか し,TOF-MSは,.m/z値 の 分 解 能 の 良 さ に長 所 が あ る が,装 置 の 特 性 上,多 段 階 タ ン デ ム 質 量 分 析 を 行 う こ と が で き ず, 複 雑 な 構 造 を持 っ た 生 体 分 子 を 同 定 す る こ と が 困 難 で あ っ た 。 つ ま りTOF-IMSで は 「m/Z 値xを 持 つ 正 体 不 明 の 物 質Xが 病 変 部 に 蓄 積 し て い た 」 な ど とい う,限 定 さ れ た 情 報 しか 得 られ な い ケ ー ス が 多 い と い う こ と に な る 。 こ の 問 題 を 解 決 す る た め に,我 々 は 新 しい 質 量 分 析 イ メ ー ジ ン グ法,多 段 階 タ ン デ ム 質 量 分 析 イ メ ー ジ ン グ 法(IMSn)を 開 発 し,こ れ ま で に無 い 物 質 同 定 能 を 実 現 した 。 以 下 に,マ ウ ス 正 常 脳 を サ ン プ ル と し た 実 際 の イ メ ー ジ ング 法 に つ い て 簡 単 に紹 介 し た い 。 脳 内 に あ る 不 特 定 分 子 の 分 布 を 高 感 度 に 検 出 す るIMSnで は,脳 の 取 り扱 い に も注 意 を 要 す る 。 脳 内 で の 物 質 変 化 に ア ー チ フ ァ ク トが 入 る こ と を 極 力 避 け る た め,マ ウ ス は 深 麻 酔 下 で 安 楽 死 させ,脳 を 速 や か に摘 出 す る 。 脳 内 で 分 子 の 代 謝 を 防 ぐ た め に,摘 出 した 脳 は 即 座 に 液 体 窒 素 で 凍 結 す る 。 十 分 な 凍 結 後, -20℃ で 厚 さ5μmの 凍 結 組 織 切 片 を 作 成 す る 。 作 成 し た 切 片 は,電 導 性 の 酸 化 イ ン ジ ウ ム ス ズ 薄 膜 上 に の せ,マ ト リ ッ ク ス(DHB; 2,5-dihydroxybenzoicacid)を ス プ レー に よ り 塗 布 し,組 織 表 面 上 を マ ト リ ッ ク ス で 覆 う 。 こ の サ ン プ ル を,MSnに 最 適 な,四 重 極 イ オ ン トラ ップ(QIT;quadrupoleiontrap)型TOF― MS装 置(我 々 が 使 用 して い る の は,島 津 社 製 のAXIMA-QIT質 量 分 析 装 置 で あ る)に 導 入 す る 。XY平 面 上 に デ ー タ取 得 点 を作 成 し,各 点 毎,質 量 ス ペ ク トル を 取 得 して い く。 組 織 切 片 よ り得 ら れ た 数 千 か ら数 万 に 及 ぶ ス ペ ク ト 臨床 化学 第37巻 第4号2008年10月 357

a b c 図4マ ウ ス 正 常 小 脳 のIMS結 果(文 献17)よ り 転 載) a.イ メ ー ジ ン グ 前 の 凍 結 切 片(白 い 四 角 で 囲 ま れ た 部 位 が イ メ ー ジ ン グ 対 象 の 範 囲 と な る) b.m/z値798.5の 分 子(PC(16:0-18:1))の 局 在 c.m/z値826.7の 分 子(PC(18:0-18:1))の 局 在 [文献17よ り許可 を 得 て転 載.Copyright(2008)AmericanChemicalSoclety.] ル を,IMS可 視 化 ソ フ ト ウ ェ ア(BioMap)に 読 み 込 め る デ ー タ 形 式 に 変 換 す る こ と で,任 意 の 点 に お け るm/z値 の ピ ー ク 強 度 分 布 を 表 示 し た り,任 意 のm/z値 の 組 織 内 分 布 を 可 視 化 し た り す る こ と が 可 能 と な る 。 な お,BioMap は ウ ェ ブ 上 の フ リ ー ソ フ ト ウ ェ ア で, http://www.maldi-msi.org/content/index.php よ り ダ ウ ン ロ ー ド可 能 で あ る 。 解 析 結 果 の 一 例 と し て,小 脳 に お け る 異 な る ホ ス フ ァ チ ジ ル コ リ ン(PC;phosphatidylcholine)分 子 種 の 局 在 パ タ ー ン を 示 す(図4)。m/z値826.7を 示 すPC(18:0-18:1)が 小 脳 白 質 に 多 く分 布 し て い る 一 方,m/z値798.5を 示 すPC(16:0-18:1) が 小 脳 全 体 に 均 一 に 存 在 し て い る17)。 こ の よ う に,IMSnに よ り異 な る 分 子 種 の 局 在 の 違 い を 一 目 瞭 然 に 示 す こ と が で き る 。

3.脳 神 経 外 科 疾患 に お け るIMsn応 用

とその 展 望

3.1脳 梗 塞 へ の応 用 新 しいIMSnは,急 性 脳 疾 患 で あ る脳 梗 塞 時 に起 こ る脳 内 の 新 し い 物 質 変 化 を観 察,検 出 す る の に 威 力 を発 揮 す る(小 泉 ら未 発 表)。 イ メ ー ジ ン グ に よ り,虚 血 巣 だ け で な くそ の 周 囲 脳 も含 め,ischemiccorelesionとpenumbra lesionに お け る 物 質 的 違 い に つ い て二 次 元 的 な 情 報 を得 る こ とが で きる 。 病 巣 周 辺 の 標 本 切 片 を連 続 的 に イ メ ー ジ ン グ す る こ と に よ り, 病 巣 に お け る 物 質 変 化 を 三 次 元 的 に観 察 す る こ と も 可 能 と な る だ ろ う。 さ ら に は,既 存 の 方 法 と して 広 く使 用 さ れ て い るTamuraら の 変 法18-20),左 中 大 脳 動 脈 閉 塞 に よ る 脳 梗 塞 モ デ ル を使 用 す る こ と に よ り,梗 塞 巣 だ け で な く 脳 全 体 に お け る 物 質 の 経 時 変 化 もIMSnに よ り 解 析 で き る,多 次 元 イ メ ー ジ ン グ で あ る 。 多 次 元 情 報 と脳 梗 塞 に よ り増 加 す る分 子 種 を 指 標 に,虚 血 巣 か ら ど の よ う に ダ メ ー ジ が 脳 全 体 あ る い は 脳 の 特 定 部 位 に 広 が っ て い くか な ど,こ れ まで に な い 情 報 の 獲 得 が 期 待 で き る 。 MRIやPETな ど他 の イ メ ー ジ ン グ法,組 織 学 染 色,免 疫 染 色 な ど既 存 の 古 典 的 手 法 を 組 み 合 わ せ る こ と に よ り,新 し い 次 元 で 脳 梗 塞 を 理 解 で き る 可 能 性 が あ り,脳 保 護 剤 な ど 治 療 薬 の投 与 後 の イ メ ー ジ ン グ 解 析 に よ る 治 療 効 果 の 評 価 な ど へ の 発 展 も 可 能 と考 え ら れ る 。 疾 患 の ス テ ー ジ に応 じ た 治 療 薬 創 出 が 期 待 さ れ る。 3.2脳 腫 瘍 へ の 応 用 IMSnは,脳 腫 瘍 な ど比 較 的 進 行 の 遅 い 脳 疾 患 の研 究 に も力 を発 揮 す る と考 え られ る 。 モ デ ル 動 物 を用 い た研 究 に よ り,脳 内 に お け る 脳 腫 瘍 の 成 長 と,そ れ に 伴 う腫 瘍 周 辺 脳 組 織 へ の ダ メ ー ジ な ど を,多 次 元 的 に解 析 す る こ とが 可 能 に な る。 例 え ば,ラ ッ ト脳 内 にC6グ リ オ ー マ 細 胞 を移 植 し増 殖 させ るC6グ リ オ ー 358

マ モ デ ル 脳23-25)のIMSnな どは,非 常 に 興 味 深 い 結 果 が 期 待 で き る 。 正 常 脳 に は ほ と ん ど発 現 して い な い よ う な脂 質 が 腫 瘍 部 位 に 限 定 し て 局 在 し て い る こ と が 想 定 さ れ る 。 ま た,腫 瘍 深 部 の 壊 死 巣 と,活 発 に腫 瘍 細 胞 が 増 殖 し て い る腫 瘍 周 辺 部 と を比 較 す る な ど,同 じ腫 瘍 内 で も分 子 種 の 局 在 の 差 異 や,存 在 分 子 種 の 違 い な ど を 解 析 す る こ と が 可 能 で あ る 。 腫 瘍 の 成 長 に 伴 い 腫 瘍 内 に 強 く発 現 し て くる 脂 質 の 同 定 を 行 う,ま た,タ ンパ ク 質 や 核 酸 と い っ た 高 次 の 生 体 物 質 の イ メ ー ジ ン グ に チ ャ レ ン ジ す る な ど,腫 瘍 成 長 過 程 に 見 られ る グ リ オ ー マ 細 胞 の 性 質 変 化 を分 子 レベ ル で 新 た な視 点 か ら理 解 で きる こ とが 期 待 さ れ る 。 C6グ リ オ ー マ モ デ ル 脳 を 利 用 す る こ と で, グ リ オ ー マ の 増 殖 に よ る周 囲 正 常 脳 へ の 影 響 もイ メ ー ジ ン グ 解 析 が 可 能 に な る 。 正 常 脳 と 腫 瘍 境 界 部 で 生 じて い る浮 腫 や,免 疫,炎 症 反 応 な どの 可 視 化 が 可 能 で あ り,悪 性 度 や 治 療 効 果 の 評 価 な どへ の 応 用 も,非 常 に 興 味 深 い 研 究 対 象 に な り う る と筆 者 ら は 考 え て い る。 ま た 我 々 は,悪 性 グ リ オ ー マ に対 す る 遺 伝 子 治 療 の 研 究 も行 っ て お り,な か で も,神 経 幹 細 胞 や 間 葉 系 幹 細 胞 にherpes simplex virus-thymidine kinase(HSVtk)遺 伝 子 を導 入 し, 腫 瘍 内 に投 与 後,抗 ウ イ ル ス 剤ganciclovirに よ り治 療 を行 う とい う 自殺 遺 伝 子 治 療 の研 究 で 一 定 の 効 果 を 得 て い る21-23)。興 味 深 い こ と に,ganciclovirの 殺 細 胞 効 果 は,遺 伝 子 導 入 細 胞 に 留 ま らず,そ れ ら の 細 胞 の 近 傍 に あ る 遺 伝 子 非 導 入 細 胞 に ま で 及 ぶ 。 こ れ を 「bystander効 果 」 と呼 ぶ が,こ のbystander効 果 が お き る 原 因 は お ろ か,こ の 現 象 自体 の 理 解 す ら未 だ な さ れ て お らず,IMSnを 行 う こ と に よ り,新 た な 発 見 と現 象 理 解 に つ な が る こ とが 期 待 さ れ る 。 4.お わ り に 質 量 顕 微 鏡 法 は 新 しい イ メ ー ジ ン グ 手 法 で あ り,現 在 世 界 中 で 活 発 に研 究 が 行 わ れ て お り,日 々 進 歩 し て い る3)。今 回 我 々 が 行 っ た 研 究 か ら,正 常 ・異 常 組 織 に お け る 生 体 分 子 の 分 布 ・局 在 の 違 い を調 べ る 上 で,IMSの 高 感 度 化 ・高 解 像 度 化 ・分 子 同 定 能 の 改 善 な どが 非 常 に 重 要 な 問 題 で あ る こ と が わ か っ た 。 一 度 組 織 内 で ス ペ ク ト ル を 取 得 し て お け ば, 様 々 な分 子 の 分 布 像 を 自在 に 表 示 可 能 で あ り, 多 くの 試 料 の デ ー タの 蓄 積 も 質 量 顕 微 鏡 法 の 大 き な 魅 力 の 一 つ で あ る 。 新 し い 多 段 階 タ ン デ ム 質 量 分 析 イ メ ー ジ ン グ 法 は,今 後,新 しい 臨 床 化 学 手 法 と し て の 発 展 と定 着 が 期 待 さ れ る。

■文 献

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23) Li S, Tokuyama T, Yamamoto J, Koide M, Yokota N, Namba H: Potent bystander effect in suicide gene therapy using neural stem cells transduced with herpes simplex virus thymidine kinase gene. Oncology, 69: 503-508, 2005.

Application of multiple-stage tandem imaging mass spectrometry to the clinical chemical

research in the neurosurgery area

Shinichiro Koizumi*, Takahiro Hayasaka**, Naoko Goto-Inoue**, Koji Ikegami**, Seiji Yamamoto***, Hiroki Namba*, Mitsutoshi Setou**

*Department of Neurosurgery , Hamamatsu University School of Medicine

**Department of Molecular Anatomy, Hamamatsu University School of Medicine

***Photon Medical Research Center , Hamamatsu University School of Medicine

Key words

imaging mass spectrometry, MALDI-QIT-TOF MS, neurosurgery