生物発光酵素を用いた分子イメージング技術の進歩  [in Japanese] Recent Advances in Molecular Imaging Technologies with Luciferases  [in Japanese]

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Author(s)

    • 金 誠培 KIM Sung Bae
    • 国立研究開発法人産業技術総合研究所つくばセンター西事業所 Research Institute for Environmental Management Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
    • 藤井 理香 FUJII Rika
    • 国立研究開発法人産業技術総合研究所つくばセンター西事業所 Research Institute for Environmental Management Technology, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)

Abstract

最近20年間,生体および生細胞内分子現象のイメージング技術は著しい発展を遂げてきた。この発展をけん引した背景には優秀な発光標識(蛍光タンパク質と生物発光酵素)の樹立があり産業的な用途を拡大している。蛍光タンパク質はカメラやレーザーなどの光学系技術と融合し,今日においては単一分子イメージングも可能な技術的進歩を遂げている。一方,ホタルルシフェラーゼに代表される生物発光酵素は,抗体の発光団,生体の生物発光イメージング(BLI)や各種バイオアッセイのレポータータンパク質としてバイオ産業全般に利用されている。このように蛍光タンパク質と生物発光酵素を用いた生体内分子イベントのイメージングは,特異的かつ定量的にできる点で,従来の生体イメージング技術であるMRI,PET,CT,Ultrasoundなどとは大きく区別される。これら従来技術は,非特異的な分子現象(例:核スピン,放射線,音響)に基づいており,いずれも物理的,定性的,低感度である。本総説では,生物発光酵素を基盤とした最近の分子イメージング技術の進歩と研究成果を簡略にレビューする。

Molecular imaging technologies visualizing intracellular molecular events in living subjects have greatly advanced in the past two decades. The technological achievements contributed by establishment of excellent optical readouts including fluorescent proteins and luciferases, which are expanding its industrial utilisation. Nowadays, fluorescent proteins are optimally geared to optical instrumentation equipped with a camera and a laser, and thus some of the recently advanced instrumentation is even able to access single-molecule imaging. Meanwhile, bioluminescent means including firefly luciferase are also emerging their industrial usages as an optical readout of antibodies, a bioluminescence imaging (BLI) tool, and other bioassays. This molecular imaging technology has clearly distinctive advantages from conventional living subject imaging technologies like nuclear magnetic resonance (MRI), positron emission tomography (PET), computed tomography (CT), ultrasound, etc, with respect to the quantitative and pinpoint-imaging properties of a specific molecular event in living subjects. In contrast, conventional molecular imaging technologies share the common drawbacks such as nonspecific, physical, qualitative properties upon imaging of the molecular events (e.g., nuclear spins, radio isotopes, ultrasounds) with low sensitivity. The present article briefly reviews the recent achievements of luciferase-based molecular imaging technologies.

Journal

  • Journal of the Japan Society of Colour Material

    Journal of the Japan Society of Colour Material 88(12), 407-411, 2015

    Japan Society of Colour Material

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    130005133774
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00354634
  • Text Lang
    JPN
  • ISSN
    0010-180X
  • NDL Article ID
    027030672
  • NDL Call No.
    Z17-211
  • Data Source
    NDL  J-STAGE 
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