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細胞小器官レベルの鉄代謝機構解明を目指す二価鉄イオン蛍光プローブの開発

Research Project

Project/Area Number 15J11637
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemical biology
Research InstitutionGifu Pharmaceutical University

Principal Investigator

丹羽 正人  岐阜薬科大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords蛍光プローブ / イメージング / 鉄
Outline of Annual Research Achievements

前年度までに、細胞膜、小胞体、ミトコンドリア、リソソーム、および細胞質を標的とした多様なオルガネラ標的二価鉄蛍光プローブの開発を達成した。当該年度では、これらを応用した蛍光イメージング研究に加え、二価鉄イオンに対してレシオ型の蛍光応答を示す細胞質拡散型プローブや、ヘム選択的な蛍光プローブの開発を実施した。
(1)小胞体局在型の二価鉄蛍光プローブ (RhoNox-4)を応用し、細胞内二価鉄イオン濃度の変動を引き起こす化合物を探索するためのハイスループットアッセイを実施した。薬効既知の3399化合物に関して調査したところ、最終的に7種のヒット化合物を得た。以上より、RhoNox-4は鉄代謝の変動を引き起こす化合物を探索するための研究ツールとして有用であり、基礎研究から創薬研究まで幅広い分野での貢献が期待される。
(2)細胞質拡散型のレシオ型二価鉄蛍光プローブの開発を実施したが、プローブの細胞内動態の問題から、有用なプローブ創出には至らなかった。しかしながらこの研究過程で、二価鉄イオンではなく遊離ヘムに対して選択的な蛍光応答を示すプローブ(HP1)を偶発的に見出した。生体内におけるヘムの挙動は、鉄代謝と密接な関係にあることに加え、鉄代謝と同様にその詳細な挙動は未解明であり興味深い。そこで、有用なヘム検出手段の確立を目的とし、HP1を基盤とした構造展開を実施した結果、よりヘム選択性の高いプローブ(HP5)を見出すことに成功した。本プローブは生体内における遊離ヘムの挙動を解明するための有用な研究ツールに成り得る。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Fe(II) Ion Release during Endocytotic Uptake of Iron Visualized by a Membrane-Anchoring Fe(II) Fluorescent Probe2018

    • Author(s)
      Niwa Masato、Hirayama Tasuku、Oomoto Ikumi、Wang Dan Ohtan、Nagasawa Hideko
    • Journal Title

      ACS Chemical Biology

      Volume: - Issue: 7 Pages: 1853-1861

    • DOI

      10.1021/acschembio.7b00939

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  • [Journal Article] A universal fluorogenic switch for Fe(II) ion based on N-oxide chemistry permits the visualization of intracellular redox equilibrium shift towards labile iron in hypoxic tumor cells2017

    • Author(s)
      Hirayama T., Tsuboi H., Niwa M., Miki A., Kadota S., Ikeshita Y., Okuda K., and Nagasawa H.
    • Journal Title

      Chem Sci

      Volume: 印刷中 Issue: 7 Pages: 4858-4866

    • DOI

      10.1039/c6sc05457a

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      日本薬学会第138年会
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      日本薬学会第137年会
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      東北大学(仙台)
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      ASBIC8
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      Auckland University
    • Year and Date
      2016-12-04
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      丹羽正人、平山祐、奥田健介、永澤秀子
    • Organizer
      第14回がんとハイポキシア研究会
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      岐阜グランドホテル
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      第14回がんとハイポキシア研究会
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      岐阜グランドホテル
    • Year and Date
      2016-11-04
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      平山祐、丹羽正人、坪井ひとみ、永澤秀子
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      第40回日本鉄バイオサイエンス学会
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      名古屋大学
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      平山祐、三木彩路、丹羽正人、永澤秀子
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      第10回バイオ関連化学シンポジウム
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      石川県立音楽堂(金沢)
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      World Molecular Imaging Congress (WMIC) 2016
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      New York
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      2016-09-07
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  • [Presentation] 二価鉄イオン蛍光プローブの構造最適化とその応用2016

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      第9回バイオ関連化学シンポジウム
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      日本鉄バイオサイエンス学会
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      岡山コンベンションセンター
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      2015-08-29
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      丹羽正人、平山祐、奥田健介、永澤秀子
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      生体機能関連化学部会若手の会第27回サマースクール
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      神戸セミナーハウス
    • Year and Date
      2015-07-17
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      http://sv1.gifu-pu.ac.jp/lab/yakka/

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      http://sv1.gifu-pu.ac.jp/lab/yakka/

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ2018

    • Inventor(s)
      永澤秀子、平山祐、丹羽正人
    • Industrial Property Rights Holder
      岐阜市
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
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URL: 

Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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