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がん選択的な可視化と光線力学的療法の両機能を有する新規医療分子の創製

Research Project

Project/Area Number 12J03754
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field ケミカルバイオロジー
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

宇野 真之介  東京大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords蛍光プローブ / 超解像イメージング / ローダミン / スピロ環化 / 光線力学療法 / がん
Outline of Annual Research Achievements

activatableプローブは観測対象との反応等により蛍光特性や光増感能を変化させることにより、がんイメージングや光線力学的療法において高いがん選択性を示すことが期待される。昨年度までに、activatableプローブの基盤骨格としてローダミン類の分子内スピロ環化平衡に着目し、化学構造と平衡定数や閉環反応速度の関係をレーザー分光学の手法を用いて精査してきた。検討過程において合成・評価を行ったローダミン誘導体群のうち、HMSiRが中性条件下において同時に全体の約1%程度が蛍光状態で存在し、それぞれの分子は約100ミリ秒間蛍光を発した後に再び閉環体構造に戻るという自発的明滅特性を有していることが明らかとなった。さらに、この自発的明滅特性を示すHMSiRが一分子計測に基づく超解像イメージング法であるSLMに適していることを示してきた。本年度はHMSiRのSLMにおける有用性を検証した。HMSiRは一般的な蛍光色素を用いる場合に必要な高濃度のチオールの添加や高強度のレーザー照射を必要としないため、温和な生理的条件下で生細胞のSLM可能であると考えた。実際に、Vero生細胞中の微小管をHMSiRでラベル化してSLMを行った結果、添加物等を加えること無く細胞内部で蛍光の明滅が観測され、超解像画像の取得に成功した。また、従来法に比べて10分の1以下のレーザー強度での測定が可能であり、細胞への光毒性や蛍光色素の褪色が低減される。実際に、30秒間の測定を10分間隔で7回繰り返し測定し、1時間に渡る微小管のタイムラプスSLMに初めて成功した。また、レーザー強度が弱く一般的な蛍光色素では測定が困難だったスピニングディスク共焦点レーザー顕微鏡の使用も可能とし、ガラス面から離れた細胞深部に位置する核膜孔のSLMに成功した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 1 results) Book (1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 自発的に明滅する蛍光色素の開発と超 解像顕微鏡への応用2015

    • Author(s)
      宇野真之介,神谷真子,浦野泰照
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 55 Pages: 031-033

    • NAID

      130004794728

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2014

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano
    • Journal Title

      Nature Chemistry

      Volume: 6 Issue: 8 Pages: 681-689

    • DOI

      10.1038/nchem.2002

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 超解像イメージングを実現する蛍光プ ローブ2014

    • Author(s)
      宇野真之介,神谷真子,浦野泰照
    • Journal Title

      光化学

      Volume: 45 Pages: 130-136

    • NAID

      40020307230

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2015

    • Author(s)
      Mako KAMIYA, Shin-nosuke UNO, Yasuteru URANO
    • Organizer
      Multi-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activities (MDFLI)
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-01-26 – 2015-01-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] A spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for live-cell super-resolution imaging2014

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano
    • Organizer
      3rd Annual conference of the International Chemical Biology Society (ICBS 2014)
    • Place of Presentation
      San Francisco (USA)
    • Year and Date
      2014-11-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Live-cell super-resolution imaging with spontaneously blinking fluorophores2014

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano
    • Organizer
      Chem-Bio Informatics Society (CBI) Annual Meeting 2014
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都、江戸川区)
    • Year and Date
      2014-10-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of Spontaneously blinking fluorophores based on intramolecular spirocyclization for super-resolution imaging2014

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, Mako Kamiya, Toshitada Yoshihara, Ko Sugawara, Kohki Okabe, Mehmet C. Tarhan, Hiroyuki Fujita, Takashi Funatsu, Yasushi Okada, Seiji Tobita, Yasuteru Urano
    • Organizer
      XXVth IUPAC Symposium on Photochemistry
    • Place of Presentation
      Bordeaux (France)
    • Year and Date
      2014-07-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自発的ブリンキング特性を最適化した超解像蛍光イメージングプローブの開発2014

    • Author(s)
      宇野真之介,神谷真子,吉原利忠,菅原皓,岡部弘基,Mehmet C. Tarhan, 藤田博之,船津高志,岡田康志,飛田成史,浦野泰照
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第9 回年会
    • Place of Presentation
      大阪大学(大阪府、豊中市)
    • Year and Date
      2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自発的ブリンキング機能を有する超解像イメージングプローブの開発2014

    • Author(s)
      宇野真之介,神谷真子,吉原利忠,飛田成史,M. C. Tarhan,藤田博之, 浦野泰照
    • Organizer
      日本顕微鏡学会 第70 回記念学術講演会
    • Place of Presentation
      幕張メッセ(千葉県、千葉市)
    • Year and Date
      2014-05-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 自発的ブリンキン グ機能を有する蛍光プローブによるライブセル超解像蛍光イメージング2014

    • Author(s)
      宇野真之介,神谷真子,吉原利忠,菅原皓,岡部弘基,Mehmet C. Tarhan, 藤田博之,船津高志,岡田康志,飛田成史,浦野泰照
    • Organizer
      第14 回東京大学生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都、文京区)
    • Year and Date
      2014-04-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 自発的ブリンキング機能を有する超解像蛍光イメージングプローブの開発2013

    • Author(s)
      宇野 真之介, 他6名
    • Organizer
      第22回日本バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2013-09-14
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of fluorescent probes for super-resolution imaging based on intramolecular spirocyclization2013

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, 他6名
    • Organizer
      International Conference on Photochemistry 2013
    • Place of Presentation
      KU Leuven (Leuven, Belgium)
    • Year and Date
      2013-07-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of fluorescent probes for super-resolution imaging based on intramolecular spirocyclization2013

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno, 他6名
    • Organizer
      Frontiers 2013 Symposium
    • Place of Presentation
      EPFL (Lausanne, Switzerland)
    • Year and Date
      2013-06-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ローダミン類の分子内スピロ環化平衡を利用した超解像イメージングプローブの開発2013

    • Author(s)
      宇野 真之介, 他6名
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      パレアホール(熊本県熊本市)
    • Year and Date
      2013-03-29
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子内スピロ環化平衡に基づく超解像蛍光イメージングプローブの開発2013

    • Author(s)
      宇野 真之介
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県)
    • Year and Date
      2013-03-25
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] スピロ環化平衡を示すローダミン類を用いた超解像蛍光イメージングプローブの開発2013

    • Author(s)
      宇野 真之介
    • Organizer
      第3回Vivid Workshop
    • Place of Presentation
      山代温泉 瑠璃光(石川県)
    • Year and Date
      2013-02-21
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Equilibrium ana Kinetic Studies of Intramolecular Spirocyclizationof Rhodamine Derivatives Bearing Various Nucleophiles2012

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno
    • Organizer
      XXIV IUPAC Symposium on Photochemistry
    • Place of Presentation
      The University of Coimbra(Coimbra, Portugal)
    • Year and Date
      2012-07-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Book] 生体イメ ージング研究 Update2014

    • Author(s)
      浦野泰照,宇野真之介,神谷真子
    • Total Pages
      157
    • Publisher
      南山堂
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京大学医学系研究科 広報・プレスリリース最新情報(2014年(平成26年))

    • URL

      http://www.m.u-tokyo.ac.jp/news/press.html#20140722

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京大学薬学系研究科 ニュース

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/news.html?key=1407213194

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超解像蛍光イメージング用プローブ2015

    • Inventor(s)
      浦野泰照、神谷真子、両角明彦、宇野真之介、梅澤啓太郎
    • Industrial Property Rights Holder
      浦野泰照、神谷真子、両角明彦、宇野真之介、梅澤啓太郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-037519
    • Filing Date
      2015-02-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超解像蛍光イメージング用プローブ2013

    • Inventor(s)
      宇野 真之介
    • Industrial Property Rights Holder
      東京大学
    • Industrial Property Number
      2013-007544
    • Filing Date
      2013-01-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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