グルタチオントランスフェラーゼを標的としたイメージングプローブの創製と創薬研究
| Project/Area Number |
12J06507
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Drug development chemistry
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
伊藤 美香 北海道大学, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2012 – 2014-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2013)
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| Budget Amount *help |
¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2012: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | たんぱく質検出 / 19F NMR / 蛍光分子 |
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| Research Abstract |
本研究課題では、細胞内グルタチオントランスフェラーゼ(GST)を高感度検出するためのプローブ開発をすることを目的としている。GSTは、がん細胞で過剰発現していることが報告されている。そのため、細胞内GST活性を検出できるプローブは、投薬診断法や分子イメージング創薬への応用が期待される。そこで、今年度は、細胞内GST検出を可能とする新規19F NMRプローブを開発した。
核磁気共鳴画像法(MRI)は、個体深部での観測が可能なことから診断技術のとして有用である。また、19F核は生体内でほとんど存在しないことから、シグナル/バックグラウンド比の高い観測が可能となる。7-アミノ-4-トリフルオロメチルクマリン(AFC)のアミノ基に制御ユニットANs基を導入することで19F MRIプローブを設計した。
ANs-AFCは、GST/GSH触媒作用によりANs基が脱離することにより、磁場環境下の19Fの化学シフトが移動する。同時にAFCによる蛍光シグナルも発生することから、二重機能性を有するプローブである。ANs-AFCを用いて19F NMR測定による反応解析を行った。ANs-AFCをGST/GSH溶液中に添加したところ、はじめANs-AFC由来のピークが観測された。時間経過とともに、低磁場側に生成物AFC由来のピークがあらわれた。さらにGSTを発現する大腸菌培養液中にANs-AFCを添加し19 FNMR測定を検討したところ、溶液中と同様にケミカルシフトの移動が観察された。このピークシフトはGSTを発現しない大腸菌では観測されなかった。また、フローサイトメーターを用いて大腸菌内GSTの解析したところ、GST非存在下と比較し、3.2倍の蛍光シグナルを示した。ANs-AFCは、生体内GSTを検出するための19FMRI/蛍光の二重機能性プローブとしての利用が期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、求核剤による芳香族求核置換反応を鍵反応とする新規19FNMRプローブの開発に成功した。本システムは、CF3基をラベルしたアミノクマリンのアミノ基をアセチルニトロベンゼンスルフォニル基で保護したプローブをグルタチオン(GSH)/グルタチオントランスフェラーゼ(GST)触媒作用により、アセチルニトロベンゼンスルフォニル基が除去されることにより、磁場環境下の19Fの化学シフトが移動する。また、プローブはアミノクマリンによる蛍光シグナルも発生することから、二重機能性を有する。GSTを標的とした19FNMRプローブは、これまで報告されておらず、初めての成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果を基にして、今後は、19FMRIプローブを開発する。19FMRIプローブを用いて、サブセルラーから個体レベルまでのGST検出法の確立を目指す。また、細胞ベースのHTS法を用いた分子イメージング創薬研究を展開する。阻害剤候補となる化合物ライブラリーは、NPDepoから入手する。理化学研究所で保有するGE Healthcare社製In Cell Analyzer 2000を用いて、細胞内GST活性レベルを定量化し、GST機能発現阻害を作用機序とする新たな抗癌剤候補の獲得を検討する。
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Report
(1 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] One-Pot Ring-Closing Metathesis/1, 3-Dipolar Cycloaddition through Assisted Tandem Ruthenium Catalysis: Synthesis of a Dye with Isoindolo[2, 1-a]quinoline Structure2013
Author(s)
Mitsuhiro Arisawa, Yuki Fujii, Hiroshige Kato, Hayato Fukuda, Takashi Matsumoto, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, and Satoshi Shuto
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Journal Title
Angewandte Chemie International Edition
Volume: 51
Issue: 3
Pages: 1003-1007
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] Design and Synthesis of Indomethacin Analogues That Inhibit P-Glycoprotein and/or Multidrug Resistant Protein without Cox Inhibitory Activity2012
Author(s)
Mitsuhiro Arisawa, Yayoi Kasaya, Tohru Obata, Takuma Sasaki, Tomonori Nakamura, Takuya Araki, Koujirou Yamamoto, Akito Sasaki, Akihito Yamano, Mika Ito, Hiroshi Abe, Yoshihiro Ito, and Satoshi Shuto
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Journal Title
Journal of Medicinal Chemistry
Volume: 55
Issue: 18
Pages: 8152-8163
DOI
Related Report
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[Journal Article] Tuning efficiency of the 4-exo-trig cyclization by the electronic effect : ring closure of 3, 3-difluoro-4-pentenyl carbon radicals and synthesis of a gem-difluorocyclobutane nucleoside2012
Author(s)
Hiroki Kumamoto, Sachiko Kawahigashi, Hiromi Wakabayashi, Tomohiko Nakano, Tomoko Miyaike, Yasuyuki Kitagawa, Hiroshi Abe, Mika Ito. Kazuhiro Haraguchi, Jan Balzarini, Masanori Baba and Hiromichi Tanaka
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Journal Title
Chemical Communication
Volume: 48
Issue: 89
Pages: 10993-10995
DOI
Related Report
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[Journal Article] Universal Caging Group for In Cell Detection of Glutathione Transferase Applied to 19F NMR and Bioluminogenic Probes2012
Author(s)
Mika Ito, Aya Shibata, Jie Zhang, Michio Hiroshima, Yasushi Sako, Yukiko Nakano, Kyoko Kojima-Aikawa, Bengt Mannervik, Satoshi Shuto, Yoshihiro Ito, Ralf Morgenstern and Hiroshi Abe
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Journal Title
Chem Bio Chem
Volume: 13
Issue: 10
Pages: 1428-1432
DOI
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