近赤外蛍光を利用するバイオイメージングプローブの創製と体内診断薬への展開

• Project/Area Number: 17689006
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Drug development chemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小島 宏建 The University of Tokyo, 生物機能制御化合物ライブラリー機構, 准教授 (70345255)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥29,640,000 (Direct Cost: ¥22,800,000、Indirect Cost: ¥6,840,000); Fiscal Year 2007: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2006: ¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2005: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
• Keywords: 分子認識 / 生体分子 / 分析科学 / 薬学 / 有機化学 / 可視化 / 診断 / 蛍光

Research Abstract

ヘムやメラニン、水などの生体構成物質による吸収が少ないため組織透過性が良く、かつ、生体の放つ自家蛍光がないためノイズの原因となるバックグラウンド蛍光が無視できる近赤外領域に着目し、生体成分のダイナミックな量変動をin vivoで非侵襲的に画像として捉えることができる機能性近赤外蛍光プローブの創製を目指して研究を進めた。
昨年度までに開発に成功した亜鉛イオン、pHをモニターできる近赤外蛍光プローブをマウスやラットなどの小動物体内でのイメージングに供し、実体蛍光顕微鏡やマクロ蛍光観察システム、蛍光内視鏡などを用い、体内動態やどのようなシグナルを得ることができるかを精査し、分子設計にフィードバックした結果、ポリエチレングリコール鎖などを部分構造として導入して、水溶性を増加させ、観察により適する構造を導いた。また、それらを用いた生体イメージングを試み、マウスにプローブを経口投与して、胃外から胃内の蛍光観察を行ったところ、薬物によるpH変化を示す蛍光画像の取得に成功した。
さらに生体内において様々な作用を有する小分子として特に注目されている活性酸素種を検出するために、その共役二重鎖への反応性に着目した新たな近赤外蛍光プローブを開発した。今後本プローブを用いて、様々な活性酸素種に依存した生命現象を動物を生かしたまま観察し、混沌とした活性酸素に関連する現象を明らかにすると同時に、より実用的なプローブへと必要に応じ、構造に情報をフィードバックして改良していきたい。

Research Products

• [Journal Article] Functional Near-Infrared Fluorescent Probes. (2008)
  • Author(s): Kiyose, K., Kojima, H., and Nagano, T.
  • Journal Title: Chemistry-An Asian Journal 3 Pages: 506-515
• [Journal Article] Development of a ratiometric fluorescent zinc ion probe in near-infrared region, based on tricarbocyanine chromophore. (2006)
  • Author(s): Kiyose, K., Kojima, H., Urano, Y., Nagano, T.
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. 128 Pages: 6548-6549
• [Presentation] シアニン色素の分子内開環/閉環反応機構に関する基礎的検討 (2008)
  • Author(s): 藍澤早希子, 清瀬一貴, 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 日本薬学会 第128年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] 近赤外蛍光プローブの開発に基づく、in vivo消化器官pHモニタリング系の構築 (2008)
  • Author(s): 清瀬一貴, 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 日本薬学会 第128年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] In vivoイメージングを目指した近赤外蛍光プローブの開発 (2008)
  • Author(s): 小島宏建
  • Organizer: 日本薬学会 第128年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2008-03-28
• [Presentation] 近赤外領域で測定可能な活性酸素プローブの開発と応用 (2008)
  • Author(s): 黄色大悲, 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 日本薬学会 第128年会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2008-03-26
• [Presentation] 波長変化型近赤外蛍光pHプローブの開発とin vivoイメージングへの応用 (2007)
  • Author(s): 清瀬一貴, 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 第22回生体機能関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-09-29
• [Presentation] アミノシアニンの特性を利用したFRET型近赤外蛍光プローブの開発 (2007)
  • Author(s): 藍澤早希子, 清瀬一貴, 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 第22回生体機能関連化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2007-09-29
• [Presentation] Development and application of ratiometric fluorescent probes in near-infrared region for in vivo imaging (2007)
  • Author(s): Kiyose, K., Kojima, H., Nagano, T.
  • Organizer: Joint Molecular Imaging Conference
  • Place of Presentation: 米国Providence
  • Year and Date: 2007-09-09
• [Presentation] Development of near-infrared fluorescent probes for pH. (2007)
  • Author(s): Kojima, H., Kiyose, K., Aizawa, S. and Nagano, T.
  • Organizer: 234th ACS National Meeting
  • Place of Presentation: 米国Boston
  • Year and Date: 2007-08-19
• [Presentation] 分子プローブによる細胞イメージング (2007)
  • Author(s): 小島宏建
  • Organizer: 薬理学サマーセミナー2007
  • Place of Presentation: 三島
  • Year and Date: 2007-08-12
• [Presentation] 一酸化窒素蛍光プローブの開発と応用 (2007)
  • Author(s): 小島宏建
  • Organizer: 第7回日本抗加齢医学会総会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2007-07-20
• [Presentation] NOの化学と蛍光プローブの開発 (2007)
  • Author(s): 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 第29回日本フリーラジカル学会学術集会 日本過酸化脂質・フリーラジカル学会第31回大会 合同学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2007-06-09
• [Presentation] 近赤外波長変化型蛍光プローブの開発と応用 (2007)
  • Author(s): 清瀬一貴, 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー研究会第2回年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2007-05-10
• [Presentation] FRETを制御原理とする近赤外蛍光pHプローブの開発 (2007)
  • Author(s): 藍澤早希子, 清瀬一貴, 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー研究会第2回年会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2007-05-09
• [Presentation] In vivoイメージングを目指した近赤外波長変化型蛍光プローブの開発 (2007)
  • Author(s): 清瀬一貴, 小島宏建, 長野哲雄
  • Organizer: 日本分子イメージング学会第2回学術集会
  • Place of Presentation: 福井
• [Presentation] Development of near-infrared fluorescent probes for in vivo bioimaging. (2007)
  • Author(s): Kojima, H., Kiyose, K., Aizawa, S. and Nagano, T.
  • Organizer: 10th Conference on Methods and Applications of Fluorescence
  • Place of Presentation: オーストリアSalzburg
• [Patent(Industrial Property Rights)] 活性酸素測定用試薬 (2008)
  • Inventor(s): 長野哲雄他
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Industrial Property Number: 2008-049651
  • Filing Date: 2008-02-29
• [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ (2008)
  • Inventor(s): 長野哲雄他
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Filing Date: 2008-02-15
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ (2008)
  • Inventor(s): 長野哲雄他
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Filing Date: 2008-02-29
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ (2007)
  • Inventor(s): 長野 哲雄他
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Industrial Property Number: 2007-035768
  • Filing Date: 2007-02-16
• [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ (2007)
  • Inventor(s): 長野 哲雄他
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Industrial Property Number: 2007-050941
  • Filing Date: 2007-03-01
• [Patent(Industrial Property Rights)] 蛍光プローブ (2006)
  • Inventor(s): 長野 哲雄, 小島 宏建, 清瀬 一貴
  • Industrial Property Rights Holder: 長野 哲雄, 小島 宏建, 清瀬 一貴
  • Industrial Property Number: 2006-057265
  • Filing Date: 2006-03-03