Profile

松尾达人于2005年毕业于大阪大学工学部系统科学系，2010年于大阪大学工学研究生院功能创造学专业获得博士学位。他先后在日本同步辐射研究所担任博士后研究员，在日本原子能机构担任研究员，以及在日本量子科学技术研究所担任首席研究员。2024年，他成为広島国際大学大学健康科学部放射技术系副教授。他拥有理学博士学位，是大阪府人。

人体中约有10万种蛋白质，每种蛋白质都通过分配的独特功能来维持生命。和这个世界上所有的物质一样，蛋白质也是由原子聚集而成的。如果想详细了解某种蛋白质的作用，就有必要弄清楚原子是如何运动的。此外，如果您了解由原子聚集组成的分子的形状，您可以阐明疾病的机制。

原子和分子非常小，不容易观察形状和运动。我将中子线和辐射光等放射线照射到蛋白质上，测量放射线散射的角度，散射引起的能量变化，蛋白质对放射线的吸收等，根据理论进行数据分析，从而得出形状和运动的信息。

目前，我主要致力于阐明淀粉样蛋白纤维损伤细胞的机制。{{淀粉样线维}}是蛋白质之间由于某种原因大量粘连在一起形成纤维状块的物质。这些细胞积聚在体内，与细胞膜结合并受损，最终导致细胞死亡和疾病(图1)。换句话说，淀粉样蛋白纤维对细胞有毒。人们早就知道称为寡聚体的块具有高毒性，其中少量蛋白质粘在一起，但最近人们也注意到淀粉样蛋白纤维本身对细胞的毒性。

由淀粉样纤维引起的疾病包括阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病。每种病的淀粉样蛋白纤维的来源蛋白质都不同。但是，即使是相同的蛋白质，根据形成纤维的环境，也会形成形状和毒性高低不同的淀粉样蛋白纤维。有人提出，淀粉样蛋白纤维易于移动与其与细胞膜结合的便利性有关，但高毒性淀粉样蛋白纤维与低毒性纤维之间的区别是什么，这对于阐明疾病的发病机制非常重要尚不清楚。因此，为了澄清这一点，(1) 对细胞具有不同毒性的淀粉样蛋白纤维的运动 (2) 当这些淀粉样蛋白纤维与细胞膜结合时发生的纤维和膜的变化-我决定调查。

留学世界最先进的研究用核反应堆实验设施

2020年3月，在位于法国东南部格勒诺布尔的世界最先进的研究用核反应堆实验设施“劳厄-朗之万研究所 (ILL) ”(照片1、2)留学之际，开始了上述研究。使用来自鸡的蛋白质制成具有不同毒性的两种淀粉样蛋白纤维。我们将中子线应用于此，并从散射中子的能量变化中研究了淀粉样蛋白纤维中含有的氢原子运动的大小和速度。中子对氢原子的运动灵敏度高，氢原子约占构成蛋白质分子原子的一半，均匀分布于分子整体，因此能够调查蛋白质中原子的平均运动(图2)。

作为实验和分析的结果，我们发现淀粉样蛋白纤维具有高毒性的原子比具有低毒性的原子更多(图3)。即使它说得很大，它也是在原子世界中。大约1埃 (100亿分之一米)，大约相当于氢原子的直径。从人类规模来看，这是一个非常小的差异，但我很惊讶毒性的高度因微小的差异而不同。关于速度，我们还发现高毒性比低毒性快约1.6倍(图4)。这些结果表明，高毒性淀粉样蛋白纤维易于通过快速快速移动来改变形状，并且可以快速获得易于与细胞膜结合的形状。

接下来，当淀粉样蛋白纤维与细胞膜结合时，我们还检查了膜和纤维中发生的结构变化。代替真正的细胞膜，制备两种磷脂，磷脂是细胞膜的组成部分，每种磷脂结合两种具有不同毒性的淀粉样蛋白纤维。然后，使用实验室中的分光荧光光度计进行荧光测量，并使用广岛大学放射光科学研究所的辐射光进行吸收测量。结果发现，与低毒性淀粉样蛋白纤维结合的膜相比，具有高毒性淀粉样蛋白纤维的膜的结构破坏更大(图5A)。另外，明确了{{淀粉样线维}}自身也会在线维内部发生结构变化，根据毒性高低的不同，结构变化的倾向会相反(图5B)。因此，高毒性淀粉样蛋白纤维所特有的性质在分子和原子水平上逐渐被理解。

使用放射线的实验的困难在于需要仔细的计划。一般一年提交两次实验方案，接受审查。如果采用，将分配可以使用称为“光束时间”的辐射的时间，因此我们必须相应地准备样品。因为不能重做，所以需要细心注意。此外，通过查看实验的测量数据，您无法立即了解某些内容。基于理论，有必要使用编程一点一点地阅读和理解。这需要时间，但这是最有趣的地方，即使它很难，因为世界上没有人知道结果。

在先前的实验中，我们能够积累适用于使用模型蛋白质和磷脂进行辐射实验的样品处理和分析的专有技术，这些蛋白质和磷脂可以相对便宜地大量获得。从现在开始，我想利用这些专有技术，使用与淀粉样蛋白纤维相关的疾病 (如阿尔茨海默病) 的致病蛋白质进行研究。最终，我们将使用从患者组织和人神经细胞膜中提取的淀粉样蛋白纤维进行研究，并希望阐明淀粉样蛋白纤维和磷脂分子的特征，从而在原子水平上导致严重程度。根据这些研究，我们认为通过改变构成淀粉样蛋白纤维和脂质分子的原子的运动方式，有可能发展为寻找减轻毒性的药物分子。

这次NewWAVE介绍的松尾副教授的研究论文如下。
・Matsuo et al.,Front.摩尔。Biosci.8:812096 (2022) 。DOI:10.3389/fmolb.2021.812096
・Matsuo et al.,Phys.Chem.Chem.Phys.26:18943-18952 (2024) .DOI:10.1039/D4CP00965G

我想告诉你鸟瞰观点的重要性

我在本校的诊疗放射线学科的课程中，介绍与自己研究领域相近的最新知识等，尽可能向学生提供新的信息。我试图让你明白，在大学学习的内容并不像高中那样完全建立，但它可以通过目前世界各地的研究动态变化。追求自然现象原理的研究通常不会立即产生对我们生活有用的结果。然而，随着时间的推移积累成果将带来新技术并影响我们的生活，因此任何研究的短期“有用”我们试图传达这样一个事实，即拥有更鸟瞰的观点非常重要，而不是寻求实际利益。