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Novel therapeutic and imaging system for cancers using enzymatic amplification

Research Project

Project/Area Number 18K19148
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

KATAYAMA YOSHIKI  九州大学, 工学研究院, 教授 (70284528)

Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywordsがんイメージング / がん化学療法 / DDS / 蛍光イメージング / 酵素標識 / がん治療 / がん診断 / 薬物送達 / 分子プローブ / バイオイメージング / 蛍光分子プローブ / 細胞膜タンパク質 / フローサイトメトリー / ナノバイオテクノロジー / がん / ナノメディスン
Outline of Final Research Achievements

We aimed to create a new molecular system that can improve imaging ability or therapeutic effect by accumulating fluorescent molecules or drugs specifically for cancer cells by utilizing the reaction of the enzyme labeled on the antibody against the target cancer cells. As a result of the examination, we succeeded in developing a molecule that can acquire reactivity to proteins by enzymatic reaction, and succeeded in accumulating fluorescent molecules specifically for target cancer cells.
In addition, as a result of searching for enzymes that do not have endogenous activity in human cells, which are necessary for putting this concept into practical use, and actually expressing them and evaluating their activities, we succeeded in obtaining five new enzymes. It was also confirmed that human cells do not actually have endogenous activity. Thus, we succeeded in obtaining an effective tool for realizing the concept.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

がんのイメージングや化学療法では、いかに検出分子や薬剤そのもののがん特性を確保するかのみに注力されてきた。しかし、この戦略のみではがん細胞と他の非標的細胞の間のコントラスト向上には限界がった。本研究で基本を確立した分子システムは、抗体に標識した酵素により、さらに蛍光分子や薬剤の集積を増幅することで、非標的細胞とのコントラストを大きく改善し、検出感度や治療効果を大きく改善できる可能性があり、がんイメージングやがん化学療法に新たな可能性を拓く意義がある。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (18 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 5 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Fluorescence Signal Amplification by Using β-Galactosidase for Flow Cytometry; Advantages of an Endogenous Activity-free Enzyme2020

    • Author(s)
      T. Nobori, M. Kawamura, R. Yoshida, T. Joichi, K. Kamino, A. Kishimura, E. Baba, T. Mori, Y. Katayama
    • Journal Title

      Anal. Chem.

      Volume: 92 Issue: 4 Pages: 3069-3076

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b04471

    • Related Report
      2020 Annual Research Report 2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of an endothelin B receptor agonist on the tumor accumulation of nanocarriers2020

    • Author(s)
      H. Feng, L. T. Nam, T. Yoshikawa, A. Kishimura, T. Mori, Y. Katayama
    • Journal Title

      Biol. Pharm. Bull.

      Volume: 43 Issue: 9 Pages: 1301-1305

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00367

    • NAID

      130007894995

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 生細胞を用いる超高感度膜タンパク質分析法2019

    • Author(s)
      片山佳樹
    • Journal Title

      ケミカルエンジニヤリング

      Volume: 63 Pages: 785-790

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Alkaline Phosphatase-Catalyzed Amplification of a Fluorescence Signal for Flow Cytometry.2018

    • Author(s)
      T. Nobori, K. Tosaka, A. Kawamura, T. Joichi, K. Kamino, A. Kishimura, E. Baba, T. Mori, Y. Katayama
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 90 Issue: 2 Pages: 1059-1062

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.7b03893

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Non-covalent Coating of Liposome Surface with IgG through Its Constant Region2018

    • Author(s)
      Sato Hikari、Miyashita Yoshiki、Sasaki Koichi、Kishimura Akihiro、Mori Takeshi、Katayama Yoshiki
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 770-772

    • DOI

      10.1246/cl.180181

    • NAID

      130007384502

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 酵素増感反応による膜タンパク質の検出を目指したキノンメチド型蛍光基質の開発2020

    • Author(s)
      桝井 美咲 ・ 小野 啓一郎 ・ 野口 克也 ・ 下村 隆 ・ 大内 雄也 ・ 石山 宗孝 ・ 志賀 匡宣 ・ 上野 右一郎・ 岸村 顕広・ 森 健・ 片山 佳樹
    • Organizer
      第80回分析化学討論会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 血中抗体を利用し抗腫瘍免疫応答を引き起こす分子の開発2020

    • Author(s)
      大城 裕之介・佐々木光一・原田美乃里・宮下凱希・田川寛・岸村顕広・森健・片山佳樹
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム2020
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  • [Presentation] 加水分解酵素を用いる標的膜タンパク質発現細胞の高感度蛍光標識法の開発2020

    • Author(s)
      金子 諒右、桝井 美咲、小野 啓一郎、野口 克也、下村 隆、大内 雄也、石山 宗孝、志賀 匡宣、上野 右一郎、岸村 顕広、森 健、片山 佳樹
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム2020
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 酵素増感反応による低発現膜タンパク質の検出を目指したキノンメチド型蛍光基質の開発2020

    • Author(s)
      桝井 美咲、小野 啓一郎、野口 克也、下村 隆、大内 雄也、石山 宗孝、志賀 匡宣、上野 右一郎、岸村 顕広、森 健、片山 佳樹
    • Organizer
      日本分析化学会第69年会
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  • [Presentation] 複数の低発現膜タンパク質の同時検出を可能とする酵素応答性基質の開発2020

    • Author(s)
      金子 諒右、川村 真朱美、岸村 顕広、森 健、片山 佳樹
    • Organizer
      日本分析化学会第69年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] Fluorescence amplification by using hydrolases for antigen-specific cell staining2020

    • Author(s)
      Qi Song, Takeshi Mori, Yoshiki Katayama
    • Organizer
      3rd G'L'owing Polymer Symposium in KANTO
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 抗体医薬の問題点にアプローチする計測及び治療技術2019

    • Author(s)
      片山佳樹
    • Organizer
      キヤノン財団リユニオン2019
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 抗体医薬の諸問題にアプローチする新しい診断・治療システム2019

    • Author(s)
      片山佳樹
    • Organizer
      メディショナルナノテク研究会
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      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 持続的な細胞の蛍光染色を可能とする酵素応答性基質の開発2019

    • Author(s)
      川村 真朱美、吉田 良祐、 岸村 顕広、 森 健、 片山 佳樹
    • Organizer
      日本分析化学会 第68年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 酵素反応による膜タンパク質の高感度な検出を目指した蛍光性基質の開発2019

    • Author(s)
      小野啓一郎, 本部大輝, 岸村顕弘, 森健, 片山佳樹
    • Organizer
      第56回化学関連支部合同九州大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] HRPの増感反応による膜タンパク質の高感度検出のための蛍光性気質の開発2019

    • Author(s)
      織田 剛史 ・ 本部 大輝・ 川村 真朱美 ・ 岸村 顕広 ・ 森 健 ・ 片山 佳樹
    • Organizer
      第79回分析化学討論会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Catalyzed Reporter Penetration:A Novel Method for Signal Amplification in Flow Cytometry2018

    • Author(s)
      Yoshiki Katayama
    • Organizer
      Biomaterials International 2018
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 診断・治療における現行の問題点を解決する新規工学的アプローチ2018

    • Author(s)
      片山佳樹
    • Organizer
      日本DDS学会学術集会
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      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 診断・創薬のための 細胞シグナル測定法に関する研究2018

    • Author(s)
      片山佳樹
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] フローサイトメトリーの高感度化を目指した細胞の蛍光標識法2018

    • Author(s)
      森健、登貴信、川村真朱美、本部大輝、岸村顕広、片山佳樹
    • Organizer
      第78回分析化学討論会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] β-ガラクトシダーゼを増感酵素に用いたフローサイトメトリーの高感度化2018

    • Author(s)
      本部大輝、神野健太、岸村顕広、森健、片山佳樹
    • Organizer
      第34回分析化学緑陰セミナー
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 膜タンパク質の一細胞解析に向けたβ-ガラクトシダーゼを増感酵素とする蛍光性基質の開発2018

    • Author(s)
      川村真朱美、登貴信、岸村顕広、森健、片山佳樹
    • Organizer
      第34回分析化学緑陰セミナー
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] βガラクトシダーゼを増感酵素に用いたフローサイトメトリーの高感度化のための蛍光性基質の開発2018

    • Author(s)
      川村真朱美、登貴信、岸村顕広、森健、片山佳樹
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞滞留性蛍光化合物並びにそれを用いた細胞の染色方法及び高感度検出方法2020

    • Inventor(s)
      大内雄也、野口克也、石山宗孝、片山佳樹、森健
    • Industrial Property Rights Holder
      九州大学、㈱同仁化学研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞滞留性蛍光化合物並びにそれを用いた細胞の染色方法及び高感度検出方法2019

    • Inventor(s)
      大内雄也、野口克 也、石山宗孝、片山 佳樹、森健
    • Industrial Property Rights Holder
      大内雄也、野口克 也、石山宗孝、片山 佳樹、森健
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-111159
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-07-25   Modified: 2022-01-27  

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