Development of GSTP1 fluorescent probes for the elucidation of the function of GSTP1 in cancer cells.

• Project/Area Number: 18K05362
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37030:Chemical biology-related
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: Yuuta Fujikawa 東京薬科大学, 生命科学部, 准教授 (90645144)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
• Keywords: 蛍光プローブ / GST / グルタチオン / レドックス / GSTP1 / ナフタルイミド / GSTP / 酵素 / 蛍光イメージング / 光誘起電子移動 / 薬物代謝酵素 / ケミカルバイオロジー / イメージング

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed fluorescent probes with different properties targeting GSTP1. We developed a probe, Ps-TG3, which can be applied to cultured cells without prodrugation, which was required for existing fluorescent probes, and succeeded in live cell imaging. We also succeeded in developing a red-orange GSTP1 fluorescent probe, Ps-CF, which can be used in combination with a green fluorescent probe targeting GGT, another cancer marker enzyme, to enable simultaneous detection of GSTP1 and GGT activity. Since these results enable the simultaneous detection of multiple cancer marker enzymes, including GSTP1, it is considered important findings for the detection of small tumors and clarification of the mechanism of GSTP1.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究により、がんで高発現している薬物代謝酵素GSTP1を標的とした、物理化学的特性や蛍光特性の異なる複数種類の蛍光プローブを開発することに成功した。これらの蛍光プローブは、微小がんの検出やGSTP1の機能解析のための有用なツールとなり得る。ただし、より汎用性の高いプローブを得るには、プローブの特性に改善の余地があることから、さらなる構造最適化なども検討する必要がある。

Research Products

• [Journal Article] Molecular action of larvicidal flavonoids on ecdysteroidogenic glutathioneS-transferase Noppera-bo in Aedes aegypti (2022)
  • Author(s): Inaba,K.,Ebihara,K.,Senda,M.,Yoshino,R.,Sakuma,C.,Koiwai,K.,Takaya,D.,Watanabe,C.,Watanabe,A.,Kawashima,Y.,Fukuzawa,K.,Imamura,R.,Kojima,H.,Okabe,T.,Uemura,N.,Kasai,S.,Kanuka,H.,Nishimura,T.,Watanabe,K.,Inoue,H.,Fujikawa,Y.,Honma,T.,Hirokawa,T.,Senda,T.,Niwa,R.
  • Journal Title: BMC Biology Volume: 20 Issue: 1 Pages: 43-43
  • DOI: 10.1186/s12915-022-01233-2
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Non-steroidal inhibitors of <i>Drosophila melanogaster</i> steroidogenic glutathione <i>S</i>-transferase Noppera-bo (2021)
  • Author(s): Koiwai, K., Morohashi, K., Inaba, K., Ebihara, K., Kojima, H., Okabe, T., Yoshino, R., Hirokawa, T., Nampo, T., Fujikawa, Y., Inoue, H., Yumoto, F., Senda, T., Niwa, R.
  • Journal Title: Journal of Pesticide Science Volume: 46 Issue: 1 Pages: 75-87
  • DOI: 10.1584/jpestics.D20-072
  • NAID: 130007992097
  • ISSN: 1348-589X, 1349-0923
  • Year and Date: 2021-02-20
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The plant-derived triterpenoid, cucurbitacin B, but not cucurbitacin E, inhibits the developmental transition associated with ecdysone biosynthesis in Drosophila melanogaster (2021)
  • Author(s): Miwako Toyofuku, Daiki Fujinaga, Kazue Inaba, Tomoki Funahashi, Yuuta Fujikawa, Hideshi Inoue, Hiroshi Kataoka, Ryusuke Niwa, Hajime Ono
  • Journal Title: Journal of Insect Physiology Volume: 134 Pages: 104294-104294
  • DOI: 10.1016/j.jinsphys.2021.104294
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The evolutionarily conserved deubiquitinase UBH1/UCH-L1 augments DAF7/TGF-β signaling, inhibits dauer larva formation, and enhances lung tumorigenesis. (2020)
  • Author(s): Nagata A, Itoh F, Sasho A, Sugita K, Suzuki R, Hinata H, Shimoda Y, Suzuki E, Maemoto Y, Inagawa T, Fujikawa Y, Ikeda E, Fujii C, Inoue H.
  • Journal Title: J. Biol. Chem Volume: in press Issue: 27 Pages: 9105-9120
  • DOI: 10.1074/jbc.ra119.011222
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] An integrated approach to unravel a crucial structural property required for the function of the insect steroidogenic Halloween protein Noppera-bo. (2020)
  • Author(s): Koiwai K, Inaba K, Morohashi K, Enya S, Arai R, Kojima H, Okabe T, Fujikawa Y, Inoue H, Yoshino R, Hirokawa T, Kato K, Fukuzawa K, Shimada-Niwa Y, Nakamura A, Yumoto F, Senda T, Niwa R.
  • Journal Title: J Biol Chem. Volume: - Issue: 20 Pages: 7154-7167
  • DOI: 10.1074/jbc.ra119.011463
  • NAID: 120007165465
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Convenient synthesis of regioisomerically pure 5- and 6-functionalized xanthene dyes via SNAr reaction and comparison of their reactivity towards click reaction. (2020)
  • Author(s): Mori, M., Fujikawa, Y., Inoue, H.
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 76(15) Issue: 15 Pages: 131087-131087
  • DOI: 10.1016/j.tet.2020.131087
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A highly selective fluorogenic substrate for imaging glutathione S-transferase P1: development, cellular applicability to epigenetic studies (2019)
  • Author(s): Mori, M., Fujikawa, Y., Kikkawa, M., Shino, M., Sawane, M., Sato, S. and Inoue, H.
  • Journal Title: Chemical communications Volume: 55 Issue: 56 Pages: 8122-8125
  • DOI: 10.1039/c9cc03064f
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 4-Bromo-1,8-naphthalimide derivatives as fluorogenic substrates for live cell imaging of glutathione S-transferase (GST) activity. (2019)
  • Author(s): Fujikawa, Y., Terakado, K., Nampo, T., Mori, M., and Inoue, H.
  • Journal Title: Talanta Volume: 204 Pages: 633-640
  • DOI: 10.1016/j.talanta.2019.06.059
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Exploration of Insect Growth Regulators Targeting Noppera-bo, an Enzyme Involved in Ecdysteroid Biosynthesis (2018)
  • Author(s): 藤川 雄太, 井上 英史
  • Journal Title: YAKUGAKU ZASSHI Volume: 138 Issue: 8 Pages: 1043-1048
  • DOI: 10.1248/yakushi.17-00211-3
  • NAID: 130007429055
  • ISSN: 0031-6903, 1347-5231
  • Year and Date: 2018-08-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] シンポジウム「薬学留学が拓く多様性溢れる未来」 (2022)
  • Author(s): 藤川 雄太、中山 淳
  • Organizer: 日本薬学会第142年会
• [Presentation] ミトコンドリア H2O2 産生系によって誘導されるマイトファジーの評価 (2021)
  • Author(s): 池谷 知美、藤川 雄太、渡邉 栄太、井上 英史
  • Organizer: 日本薬学会第142年会
• [Presentation] 池谷 知美、藤川 雄太、熊倉 夏希、井上 英史 (2021)
  • Author(s): ミトコンドリア H 2O 2 産生系の構築および H 2O 2 がミトコンドリアに及ぼす影響の評価
  • Organizer: 日本薬学会第142年会
• [Presentation] 渡邉 幸大、藤川 雄太、森 雅矢、坂田 萌、井上 英史 (2021)
  • Author(s): プロドラッグ化に依らない細胞膜透過型GSTP１活性検出蛍光プローブの開発とMRP阻害剤を併用したライブセルイメージング
  • Organizer: 日本薬学会第142年会
• [Presentation] 化学で攻める新しい創薬のカタチ (2020)
  • Author(s): 藤川 雄太, 小松 徹*
  • Organizer: 第93回 日本生化学会大会
• [Presentation] ミトコンドリア H 2O 2 産生系を用いた PINK1/Parkin を介したマイトファジーへの H 2O 2 の影響の評価 (2020)
  • Author(s): 池谷 知美, 藤川 雄太, 熊倉 夏希, 井上 英史
  • Organizer: 第93回 日本生化学会大会
• [Presentation] D-アミノ酸／D-アミノ酸オキシダーゼを利用したミトコンドリアH 2O 2産生系およびH 2O 2がミトコンドリアに及ぼす影響の評価 (2020)
  • Author(s): 池谷知美、熊倉夏希、藤川雄太、井上英史
  • Organizer: 第12回大学コンソーシアム八王子学生発表会
• [Presentation] GSTP1選択的活性検出蛍光プローブの開発とその応用 (2020)
  • Author(s): 森 雅矢，藤川 雄太，井上 英史
  • Organizer: 日本化学会第100春季年会
• [Presentation] D-アミノ酸オキシダーゼを用いたミトコンドリア H 2O 2 産生系の構築とその応用 (2020)
  • Author(s): 池谷 知美、藤川 雄太、熊倉 夏希、井上 英史
  • Organizer: 日本薬学会第100年会
• [Presentation] プロドラッグ化に依らない細胞膜透過型GSTP１活性検出蛍光プローブの開発とその応用 (2020)
  • Author(s): 渡邉 幸大、藤川 雄太、森 雅矢、坂田 萌、井上 英史
  • Organizer: 日本薬学会第100年会
• [Presentation] 森 雅矢、藤川 雄太、井上 英史 (2020)
  • Author(s): GSTP1選択的活性検出蛍光プローブ群の開発とその応用
  • Organizer: 日本薬学会第100年会
• [Presentation] 海外留学のススメ～海外での挑戦から考えること～ (2020)
  • Author(s): 藤川 雄太、中山 淳
  • Organizer: 日本薬学会第100年会
• [Presentation] D-アミノ酸酸化酵素/D-アミノ酸ペアによるミトコンドリア局在型H2O2産生系の構築とその応用 (2019)
  • Author(s): 藤川 雄太，熊倉 夏希，青山芙由子，田村 瑞希，井上 英史
  • Organizer: 第72回日本酸化ストレス学会学術集会
• [Presentation] 新規GSTP1選択的活性検出蛍光プローブの開発 (2019)
  • Author(s): 森 雅矢、藤川 雄太、井上 英史
  • Organizer: 第８回医薬工３大学包括連携推進シンポジウム
• [Presentation] ミトコンドリア局在型H2O2産生系の構築と応用 (2019)
  • Author(s): 藤川 雄太、 熊倉 夏希、池谷 知美、青山 芙由子、田邨 瑞希、井上 英史
  • Organizer: 第８回医薬工３大学包括連携推進シンポジウム
• [Presentation] 高い選択性を持つ細胞膜透過型GSTP1活性検出蛍光プローブの開発 (2019)
  • Author(s): 渡邉 幸大、藤川 雄太、森 雅矢、井上 英史
  • Organizer: 第63回日本薬学会関東支部大会
• [Presentation] 脱ユビキチン化酵素UCH-L1は低酸素条件下でTGF-βシグナルを増強する (2019)
  • Author(s): 永田 麻未、佐粧 彩海、鈴木 理子、鈴木 映里、下田 裕太、藤川 雄太、渡部 琢也、伊東 史子、井上 英史
  • Organizer: 第92回日本生化学会大会
• [Presentation] 脱ユビキチン化酵素UCH-L1はTGF-bシグナルを増強し、肺がん形成に関与する (2019)
  • Author(s): 永田麻未、伊東史子、藤川雄太、井上英史
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] GSTP1選択的活性検出蛍光プローブの開発とがん細胞イメージング (2019)
  • Author(s): 森雅矢、藤川雄太、井上英史
  • Organizer: 第78回日本癌学会学術総会
• [Presentation] 蛍光プローブを利用したスクリーニング系に基づく生細胞 GSTP1 選択的阻害剤の開発 (2019)
  • Author(s): 藤川雄太，南保泰希，今村理世，岡部隆義，小祝孝太郎，千田拓哉，井上英史
  • Organizer: 第37回メディシナルケミストリーシンポジウム
• [Presentation] 赤色酵母由来D-アミノ酸オキシダーゼを利用したミトコンドリアH2O2産生系の構築およびその応用 (2019)
  • Author(s): 池谷 知美、熊倉 夏希、藤川 雄太、井上 英史
  • Organizer: 第11回大学コンソーシアム八王子学生発表会
• [Presentation] GSTP1選択的活性検出蛍光プローブの開発とその応用 (2019)
  • Author(s): 森 雅矢、藤川 雄太、井上 英史
  • Organizer: 第11回大学コンソーシアム八王子学生発表会
• [Presentation] 蛍光プローブを用いたスクリーニング系に基づく生細胞 GSTP1 選択的阻害剤の開発 (2019)
  • Author(s): 南保 泰希, 藤川 雄太, 小島 宏達, 岡部 隆義, 長野 哲雄, 井上 英史
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] ドイツでのポスドクとしての期間を振り返る (2019)
  • Author(s): 藤川雄太
  • Organizer: 日本薬学会第139年会
• [Presentation] Development of GSTP1 fluorogenic substrates for cancer cell imaging (2018)
  • Author(s): 森 雅矢，藤川 雄太，井上 英史
  • Organizer: 第181回東京医科大学医学会総会
• [Presentation] がん細胞の多色イメージングを目指した新規GSTP1活性検出蛍光プローブの開発 (2018)
  • Author(s): 森雅矢、藤川雄太、井上英史
  • Organizer: 日本ケミカルバイオロジー学会 第13回年会
• [Presentation] ユビキチン C 末端加水分解酵素 UCH-L1 は Smad2 を介して TGF-β シグナルを正に制御する (2018)
  • Author(s): 永田 麻未, 佐粧 彩海, 鈴木 理子, 鈴木 映里, 下田 裕太, 藤川 雄太, 渡部 琢也, 伊東 史子, 井上 英史
  • Organizer: 第91回 日本生化学会大会