ドーパミンの挙動を可視化するプローブ DAtracer（Alkyne-tagged Dopamine）

ドーパミンは、中枢神経系に存在する神経伝達物質で、運動調節・報酬・意欲・学習などに関わっています。ニューロンにおいて合成されたドーパミンは、シナプス小胞の中へ充填された後に活動電位の発生に伴って細胞外へ放出されます。細胞外へ放出されたドーパミンはごく近傍のシナプス後細胞のみに情報を伝達する（シナプス伝達）のではなく、むしろ比較的長距離を拡散し、多数の標的へ影響を及ぼすと考えられています（ボリューム伝達）。そのため、ドーパミンの動態をその標的と関連付けて解明することは、ドーパミン作動性神経系の機能を理解するために不可欠です。ドーパミンの時空間的な挙動は、細胞外空間中での拡散に加えて、レセプター、トランスポーター、各種酵素による代謝によって複雑な制御を受けていると考えられていますが、解析ツールが限られていることもあり依然として明らかになっていません。
ドーパミンの挙動を追跡する既存の手法としては放射性同位体による標識が用いられてきましたが、感度が低い、他のプローブと多重染色ができない、安全に取り扱うために特別な注意が必要であるなどの問題がありました。また、ドーパミンは非常に小さな分子であり、蛍光標識を行うと本来の機能が失われてしまうという問題もありました。その他にも、モノアミン型シナプス小胞を標識する蛍光物質も用いられてはいますが、ドーパミンとは物理化学的、生理学的に異なる挙動を示すためドーパミンプローブとしての用途は限られていました。このように、既存のツールには多くの問題点があり、これらを解決するドーパミンプローブが待ち望まれていました。

DAtracerは慶應義塾大学 医学部薬理学教室　塗谷睦生准教授によって開発されたドーパミンプローブです。サイズの非常に小さいアルキンタグをドーパミンに付加することで、既存プローブの問題点を克服し、高感度、高解像度でのドーパミンの挙動追跡が可能となります。

DAtracerは、ドーパミンにアルキンタグ（炭素間三重結合）が付加された構造を持ちます（図1）。