蛍光センサーにより生体内の糖の動きをリアルタイム可視化(Fluorescent sensors could help researchers see diabetes in action)

ad

2026-09-29 バース大学

バース大学の研究チームは、生体内のグルコース濃度変化と糖の取り込みをリアルタイムで可視化できる蛍光分子プローブを開発した。プローブには糖と選択的に結合するホウ酸基を組み込み、多光子蛍光寿命イメージング顕微鏡(MP-FLIM)と組み合わせることで、単なる蛍光強度ではなく蛍光寿命の変化から、生きた細胞・組織内で糖を取り込む細胞をマッピングできる。培養細胞とゼブラフィッシュで検証したところ、外部からのグルコース負荷に応じた変化を検出でき、さらにインスリン欠乏型の糖尿病様変異を持つゼブラフィッシュと健常個体を識別できた。糖尿病やがんなど異常な糖代謝を伴う疾患の研究、診断、創薬、個別化治療への応用が期待される。研究には化学、生命科学、物理学などの国際チームが参加し、成果は『Advanced Science』に掲載された。

<関連情報>

Celluloおよびインスリン欠乏ゼブラフィッシュにおけるホウ酸ハイブリッドの糖質を介した細胞内取り込み:ライブイメージングと多光子FLIMの応用 Carbohydrate-Mediated Cellular Uptake of Boronic Acid Hybrids In Cellulo and Insulin-Deficient Zebrafish: Live Imaging and Application of Multiphoton FLIM

Haobo Ge, John S. Fossey, David Gonzalez Calatayud, Stephen E. Flower, Sabrina Wang, Hanna Aitessaid, Melita Tvardauskaite, Julia Dudzic, Max Jewell, …
Advanced Science  Published: 10 September 2026
DOI:https://doi.org/10.1002/advs.77481

蛍光センサーにより生体内の糖の動きをリアルタイム可視化(Fluorescent sensors could help researchers see diabetes in action)

ABSTRACT

Understanding how synthetic molecular probes interact with biological carbohydrates is essential for theranostics design and discovery. We report new supramolecular polysaccharide complexes, comprising simultaneously functionalised boronic acids conjugated to xanthate-based fluorescent tags bound to saccharides such as glucose or β-D-glucan (a natural product from Hordeum Vulgare). These hybrids were investigated in solution and in the cellular milieu using advanced biophysical methods, including multiphoton fluorescence lifetime imaging microscopy (MP-FLIM). A new type of fluorescent hybrid nanoparticle was also generated by conjugating boronic acids to ─Si(OH)2 functionalities on the surface of core–shell Fe3O4@SiO2 nanoparticles. Cellular uptake and distribution were probed using correlated confocal and multiphoton fluorescence microscopy using 2-photon excitation at 910 nm, whereby TCSPC and FLIM provided insight into probe environments, interactions with β-D-glucan, and cellular context. Colocalization studies with a range of standard dyes were carried out to assess the potential of the probes for cellular penetration and targeting cellular organelles, and the nature of the lipophilic linker involved greatly influences the cytoplasmic distribution and facilitates zebrafish uptake. Complementary in vivo investigations using fluorescence stereomicroscopy of zebrafish showed differential uptake and quenching of these complexes throughout the digestive system, dependent on exogenous and endogenous concentrations of carbohydrates, glucose, or β-d-glucan.

有機化学・薬学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました