국립 선진 산업 과학 기술 연구소 (Nakabachi Ryoji 의장) (이하 "AIST"라고 언급) 생물학적 프로세스 연구 부서 [연구 부서 Kamagata Yoichi] Tsuda Sakae 수석 수석 연구원, Yoshita Mami 선임 연구원과 함께 Nishinomiya Yoshishi의 선임 연구원 Koizumi와 함께, Koizumi와 함께, 니시노미야 선임 연구원 인 Koizumi의 수석 연구원 응용 연구 그룹, 연구원, 연구원, Nichirei Foods Co, Ltd (이하 "Nichirei Foods")안지 단바카라 주소, 마우스섬 세포4 ℃의 비 냉동 온도에서 120 시간 (5 일)에서 저장 될 수있다 또한 120 시간의 저장 후 췌장 섬 세포는인슐린생산 용량을 설정하십시오공 초점 레이저 현미경를 사용한 실험 부동액 단바카라 주소은 세포막에 흡착되어 이들을 보호 할 수 있다고 제안했다
1960 년대 남극 물고기의 혈액에서 발견 된 부동액 단바카라 주소은 얼음 성장을 억제하고 세포와 조직 동결을 방지하는 물질입니다 또한, 1990 년대에는 4 ° C의 비 동결 온도 하에서 세포 활력 (세포 보호 기능)을 유지하는 기능이 있음이 밝혀졌습니다
일본에는 1 천만 명 이상의 당뇨병 환자가 있지만섬 세포 이식효과적이고 스트레스가 적은 치료 방법입니다 그러나 섬 세포의 공급 부족으로 인해 널리 사용되지 않습니다 부동액 단바카라 주소을 사용하여 며칠 동안 섬이 비결 온도로 섬 세포를 저장하는 데 사용될 수 있다면, 귀중한 섬 세포를 원격 위치로 운반하고 사용하여 더 많은 사람들이 섬 세포 이식을받을 수 있다고 생각됩니다
또한이 연구 결과는 2013 년 9 월 17 일 미국 온라인 과학 저널 Proswan에 발표되었습니다
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그림 1 Flora의 부동액 단바카라 주소
왼쪽 : 고순도 정제 제품의 이미지 오른쪽 : 3D 분자 구조 모델 (단일 가닥 α- 나선) |
당뇨병은 혈액 (혈당 수준)의 포도당 수치가 높으며 2011 년 통계에 따르면 일본에는 1 천만 명이 넘는 사람들이 있으며 세계에서 6 번째로 흔합니다 운동 요법 또는 경구 약물로 인해 증상이 개선되지 않으면 주사를 통해 혈당 수치를 낮추는 호르몬 인 인슐린을 계속 투여해야합니다 수술 절차를 통해 췌장을 환자로 이식하는 방법도 개발되었지만 환자에 대한 부담은 무겁고 거부 문제도 존재합니다
이 문제를 해결하기 위해 개발 된 한 가지 방법은 췌장 섬 세포 이식입니다 췌장은 효소를 사용하여 분해되고, 인슐린 분비 섬 세포를 수집 한 다음, 이식을 완료하기 위해 국소 마취가있는 혈액 봉투에서 정맥 내 물방울을 사용하여 환자의 간 혈관에 주입됩니다 섬 세포 이식은 인슐린 분비를 재개하여 환자가 인슐린 치료를 계속할 필요가 없다 기존의 췌장 이식과 비교할 때, 환자에 대한 부담은 감소하고, 췌장 자체보다 세포가 이식되기 때문에 세포가 이식되기 때문에 거부는 덜 발생할 가능성이 적기 때문에 면역 억제제를 사용함으로써 치료는 2-3 섬 세포 이식에 의해 치료 될 수 있다고보고되었다 그러나 일본에서는 장기 기증 자체가 작으며 문제는 이식을위한 지리적 및 시간적 조건이 제한되어 있다는 것입니다 섬 세포가 며칠 동안 비 동결 온도에서 저장 될 수 있다면, 항공 수송 또는 기타 수단을 통해 원격 의료 현장 사이의 섬 세포 이식을 수행 할 수 있다고 생각됩니다
AIST는 2010 년경에 물고기와 버섯을 포함한 수십 개의 일본 동물과 식물이 부동수 단바카라 주소을 가지고 있음을 밝혀 냈습니다 개별 부동액 단바카라 주소의 구조 및 성능에 대한 상세한 조사 외에도, 우리는 또한 식품 분야 및 냉기 및 열 이용 기술에 부 5 단바카라 주소을 적용하는 기술을 개발했습니다 Nichirei Foods는 또한 부동수 단바카라 주소을 생산하는 다량의 물고기를 연구하고 개발하고 있으며 원유 부동액 단바카라 주소 정제 된 제품을 냉동 식품에 적용하고 있습니다 최근 몇 년 동안, 플랫 피쉬로부터 얻어진 항 5 개의 단바카라 주소은 여러 세포에 보호 효과를 발휘하여 마우스 췌장 섬 세포에 대한 부동수 단바카라 주소의 보호 효과가 평가되는 것으로 나타났다
상업적으로 이용 가능한 세포 보존 용액에는 무기 염, 글리세롤, 당, 아미노산 등이 포함되어 있으며 세포 주변의 삼투압 및 pH를 조절하여 가능한 한 신체에 가까운 환경을 만듭니다 이 기사에서, 단바카라 주소을 함유하지 않는 상업적으로 이용할 수있는 세포 방부제에 다양한 항 - 비면 단바카라 주소을 용해 시켰으며,이 세포 보존 용액을 사용할 때 마우스 췌장 섬 세포의 생존율을 조사 하였다 부동수 단바카라 주소은 국내 생산 된 식물 생선 고기로부터 정제 된 방지 단바카라 주소 (AFPI)과 추운 환경에서 살고있는 Smelt (AFPII) 및 COD (AFGP)의 부동액 단바카라 주소로 사용되었다 대조 실험은 세포 보호 효과로 알려져 있습니다바디 혈청 알부민yaTrehalose| 세포 보존 용액에 용해시켰다
실험에서, 37 ℃에서 배양 된 마우스 췌장 섬 세포를 10 mg/ml의 농도로 항 - 부동수 단바카라 주소을 함유하는 세포 저장 용액에 담그고 4 ℃에서 냉장고에 저장 하였다 실험 시작시 살아있는 세포의 수는 100%였고, 살아있는 세포의 백분율은 저장 시작 후 24, 72 및 120 시간을 검사 하였다 (도 2) 결과적으로, 120 시간 후, 특히 플랫 피쉬의 부 5 개 단바카라 주소 (AFPI)이 사용될 때 약 60%의 높은 생존율이 수득되었다 (도 2) 대조적으로, 소 혈청 알부민 및 트레 할로스가 사용될 때, 섬 세포는 72 시간 이내에 거의 사망했다 또한,이 부동수 단바카라 주소 (AFPI)을 함유하는 세포 보존 용액을 사용하여 120 시간 동안 비 냉동 온도에서 저장된 섬 세포를 세포의 온도 (37 ℃)로 반환 할 때, 세포는 저장 전과 동일한 수준으로 유지되었다
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| 그림 2 : 마우스 췌장 섬 세포의 생존율의 시간 의존적 변화 |
| afpi (○), afpii (△), afgp (◇), trehalose (■) 및 소 혈청 알부민 (▲)을 시판 가능한 세포 보존 용액 (●)에 용해 시켰으며, 검사 될 때 생존율의 시간 의존성에 대한 시간 의존성이 각각 대략 100,000 마우스 ISLET가 있었을 때 |
또한 공 초점 레이저 현미경을 사용하여 섬 세포 에서이 부동액 단바카라 주소 (AFPI)의 흡착을 관찰했습니다 마우스 췌장 섬 세포를 형광성 물질을 갖는 항해 단바카라 주소로 표지 된 용액에 침지시킨 후 1 시간 후의 미세한 이미지가 전달 된 후,도 1의 왼쪽에 도시되어있다 3이 부동액 단바카라 주소은 섬 세포의 세포막에 균등하게 흡착 된 것으로 확인되었다 또한, 소 혈청 알부민으로 표지 된 형광 염료를 사용하여 실험을 수행 할 때, 세포막에 대한 식물 유래 항-부동수 단바카라 주소 (AFPI)의 결합 능력이 소 혈청 알부민의 것보다 훨씬 우수하다는 것이 밝혀졌다 (도 3 우측)
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| 그림 3 공 초점 레이저 현미경을 사용한 세포 관찰 결과 |
왼쪽 : 마우스 췌장 섬 세포의 막 상에 형광 표지 된 항 - 부동산 단바카라 주소 (AFPI)의 흡착을 보여주는 이미지
오른쪽 : AFPI 및 소 혈청 알부민 (BSA)의 세포막 흡착 능력의 차이를 보여주는 도식 다이어그램 |
이전에,전기 화학 현미경를 사용한 연구 등 방부제에 침지 된 세포는 시간이 지남에 따라 확장되어 결국 파열되어 기능을 잃는 것으로 나타났습니다 현재의 결과로부터, 항 - 부동수 단바카라 주소 (AFPI)은 세포막에 흡착되어 세포 팽창 및 후속 파열을 억제하여 세포 기능이 유지 될 수있는 기간의 연장을 초래하는 것으로 생각되었다 (도 4)
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| 그림 4 방지 단바카라 주소의 세포 보호 메커니즘을 보여주는 회로도 |
왼쪽 : 방부제에서 정상 세포가 72 시간의 시간에 걸쳐 확장되고 파열됩니다
오른쪽 : 세포막에 흡착 된 부동액 단바카라 주소은 파열을 방지하고 세포를 보호하며 생존 시간을 증가시킬 수 있습니다 |
일본인이 일반적으로 먹는 어류에서 추출한 부동액 단바카라 주소의 안전은 여러 예비 실험을 통해 확인되었지만보다 자세한 평가 방법을 사용하여 검사해야합니다 부동액 단바카라 주소이 부작용을 나타내지 않고 세포막을 보호하는 기능을 나타내는 경우, 미래에 부동수 단바카라 주소이 항상 세포 보존 용액에 첨가 될 가능성이 있습니다 마우스 췌장 섬 세포로 관찰 된 항 5 개의 단바카라 주소의 보호 효과는 인간 췌장 섬에서 유사하게 발휘 될 것으로 예상된다 섬 세포 이식이 더 널리 이용되어 당뇨병 환자의 수가 감소하기를 바랍니다
인간 췌장 섬 세포와 동일한 방식으로 마우스 췌장 섬 세포에 대한 부동수 단바카라 주소의 보호 효과가 예상된다 우리는 인간 췌장 섬 세포에 세포 저장 기간을 연장하기 위해 동식물에서 항 - 부동수 단바카라 주소의 효과를 적용하는 것을 목표로한다 세포막 보호 효과를 조사하기 위해 더 많은 보호 성분을 함유하는 세포 보존 용액에 항해 단바카라 주소이 용해 될 것이다 다른 한편으로, 나는 부동수 단바카라 주소의 분자 구조의 일부가 세포막 보호에 관여하는 작용 메커니즘을 분석하고자한다 이러한 연구를 통해 우리는 부동수 단바카라 주소을 사용하는 새로운 세포 보호 기술을 개발하고자합니다
독립 행정 기관, 국립 선진 산업 과학 기술 연구소
생물학 프로세스 연구 부서
두 번째 수석 연구원 Tsuda Sakae 이메일 : stsuda * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)