―「見えるエネルギー」で生体機能と病気の予兆を捉える―新開発のAVIDマウスが切り拓く未来の医療

~医療・健康・食品・スポーツなどあらゆる分野で応用期待~

九州大学病院
瀬戸山 大樹 助教

国立循環器病研究センター(大阪府吹田市、理事長:大津欣也、略称:国循)の研究推進支援部と、九州大学、国立精神・神経医療研究センターらの研究チームは、全身でエネルギー代謝の指標である細胞内アデノシン三リン酸(ATP)濃度を光としてみることできる「AVIDマウス(ATP Visualization In vivo Directly)」の開発に世界で初めて成功しました。これは遺伝子操作により、生きているマウスの全身にATPの蛍光センサーを発現させたもので、エネルギー状態をリアルタイムで見ることにより、病気の「本丸」以外にも起きる「遠隔地の異変」を早期に検出できます。AVIDマウスは、心筋梗塞や認知症など多様な疾患の早期診断や病態解明、さらには薬剤スクリーニングなど創薬研究への応用が期待される、次世代のバイオイメージング・プラットフォームです。

「病気によってどの臓器のエネルギーがどのように変わるか」がこれまでにない高精度で明らかに

本研究では、全身の臓器のエネルギー状態(ATP濃度)をリアルタイムに観察できるよう、マウスの体に特殊な蛍光センサーを発現させた「ATP可視化マウス(AVIDマウス)」を開発。エネルギー変化の“見える化”に世界で初めて成功しました。(右図)

これにより、「心筋梗塞の直後に肝臓でATPが低下する」といった臓器間の異変の連鎖を、従来にはないスピードとスケールで発見することが可能になります。

体の「どこで、いつ、どの程度」エネルギーが失われているかを“光”で観察できるこのマウスは、病気の予兆の発見、新薬の効果の評価、さらには臓器間ネットワークの解明などに革新をもたらすツールで今回以下3点が新たに発見されました。

① 心筋梗塞が起きて1週間ほど経って肝臓に壊死が生じることは知られていたが、原因や始まりは不明であった。
⇒本研究により、心筋梗塞発症直後から肝臓でエネルギー低下が起きていることが初めて確認された。
② AVIDマウスでは、どの部位の筋肉が、「いつ、どれだけのエネルギーを使ったか」を視覚的に捉えられた。
③ 生体内の神経細胞の細胞体と樹状突起でATPの量に違いがあることが世界で初めて可視化された

これらの新発見により、病態進行の理解、診断のタイミングの見直し、運動機能、筋疾患など研究やリハビリ、運動療法の設計、神経の興奮伝達や記憶形状、神経変性疾患の初期変化の解明などに貢献できることが期待されます。

詳細

本件の詳細についてはこちら

お問い合わせ先

九州大学病院 瀬戸山 大樹 助教

【受賞】矢原徹一名誉教授が「日本植物学会大賞」を受賞しました

《10/24開催》第110回サイエンスカフェ@ふくおか 「英単語の謎に迫る!」 ~学習効率を高めるための言語学的アプローチ~

関連記事

  1. 術前心電図から術後の心房細動発症を予測するAIモ…

    ~ 潜在的な心房細動の早期発見と治療による心房細動患者の予後・QOL改善に期…

  2. 慢性腎不全の原因物質を効率的に体内から除去する吸…

    工学研究院藤ヶ谷 剛彦 教授慢性腎不全治療の負担軽減に期待ポイン…

  3. ポリエチレングリコールに対する抗体産生のメカニズ…

    ~抗体を産生させないポリマーの設計指針を得ることに成功~工学研究院森…

  4. 成体マウスの聴神経(ラセン神経節ニューロン)の再…

    〜聴力改善治療に期待〜 概要 九州大学大学院医学系学府博士課程…

  5. 《5/28開催》第188回アジア・オセアニア研究…

    森 健 教授(工学研究院 応用化学部門)九州大学アジア・オセアニア研…

  6. 光学活性なα-アミノホスホン酸類の環境に優しい新…

    ~ 医薬品や⽣物活性物質の合成素⼦としての活⽤に期待 ~ポイント…

  7. 《6/11開催》第190回アジア・オセアニア研究…

    原田 祐希 助教(熊本大学 半導体・デジタル研究教育機構 化血研寄附講座)…

  8. 工学研究院の安達千波矢主幹教授・馬奈木俊介主幹教…

    〜工学研究院の安達千波矢主幹教授と馬奈木俊介主幹教授、生体防御医学研究所の増…