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非アルコール性脂肪肝と薬物誘発性肝疾患の共存モデルにおけるペルオキシナイトライトに対する高選択性蛍光レポーター
A high-selectivity fluorescent reporter toward peroxynitrite in coexisting nonalcoholic fatty liver and drug induced liver diseases model.
PMID: 32683859 DOI: 10.1021/acs.analchem.0c02277.
抄録
ペルオキシナイトライト(ONOO-)は高反応性種であり、多くの生理・病理過程に深く関与しています。ONOO-レベルの変化は、通常、身体機能の異常を示しています。そのため、信頼性の高いONOO-測定法を開発し、関連する疾患環境におけるONOO-の役割を明らかにすることが望まれています。本研究では、プローブスクリーニングと合理的設計法の組み合わせにより、ONOO-に対する特異性の高い分子蛍光プローブRTFPを構築した。RTFP は優れた検出感度（検出限界 4.0 nM）を示し、130 倍の高レシオメトリックな発光シグナルを産生した。このプローブを用いて、遊離脂肪酸誘発性非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）とアセトアミノフェン誘発性薬物性肝障害（DILI）の細胞モデルにおいて、ONOO-含有量の変化を示し、NAFLDとDILIの病態環境におけるチトクロームP450 2E1（CYP2E1）酵素の関与機構を初めて明らかにしました。さらに、高脂肪食を原因とするNAFLDモデルにおける生きた肝臓組織のONOO-揺らぎを可視化するためにRTFPを利用しました。このプローブは、肝臓損傷のメカニズムやシグナル経路の解明に役立つと期待されています。
Peroxynitrite (ONOO-), a highly reactive species, is profoundly involved into many physiological and pathological processes. Change of the ONOO- level usually indicated the abnormal body function. Thus, it is desired to develop a highly reliable ONOO- assay to elucidate its roles in related disease environment. In this work, we have constructed a ratiometric molecule fluorescent probe RTFP toward ONOO- with high specificity by the combination strategy of probe screening and rational design method. RTFP displayed excellent detection sensitivity (detection limit: 4.0 nM) and produced a highly ratiometric emission signal (130-fold). Leveraging this probe, we showed the change of ONOO- content in the free fatty acid-induced nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) and acetaminophen-induced drug-induced liver injury (DILI) cellular model, and for the first time disclosing the involved mechanism of cytochrome P450 2E1 (CYP2E1) enzyme-related in the NAFLD with DILI pathological environment. Furthermore, RTFP also was utilized to visualize ONOO- fluctuation of living liver tissues in a high fat diet-caused NAFLD model. We expected that this probe may help the study of liver injury in the exploration of mechanism and signal path.