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Development of radiolabeled probes enabling to detect reactive oxygen species separately in living body

Research Project

Project/Area Number 19H03607
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKobe Pharmaceutical University

Principal Investigator

Mukai Takahiro  神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (30284706)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐野 紘平  神戸薬科大学, 薬学部, 准教授 (00546476)
山崎 俊栄  神戸薬科大学, 薬学部, 助教 (60636710)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Keywords放射性医薬品 / 活性酸素 / イメージング
Outline of Research at the Start

活性酸素種 (Reactive Oxygen Species; ROS) は病態との深い関連性が指摘されているが、ROSの種類によって疾患との関連度が異なる。一方、ROSの各分子種の生成・代謝には酸素分圧が大きく寄与するため、生きた個体におけるROSの挙動は未だ正確に把握できていない。そこで、本研究では、生体内でのROSをそれぞれ区別して検出することを目的に、ROSの各分子種に特異的な分子プローブを開発する。そのために、検出感度に優れた放射性同位元素の利用とメタボリックトラッピングの原理に着目した新規放射性プローブを設計・合成するとともに、病態モデル動物におけるROS検出の可能性を検証する。

Outline of Final Research Achievements

In order to detect reactive oxygen species (ROS) separately in living body, we have developed in vivo imaging probes for ROS and radicals, focusing on the use of radiolabels with excellent detection sensitivity and the principle of the metabolic trapping technique. In other words, we succeeded in synthesizing radioiodinated probes which can cause a dynamic change in lipophilicity upon reaction with the target ROS and radicals, and demonstrated their effectiveness as in vivo detection probes by observing probe retention at the target site in a ROS-produced mouse model.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

活性酸素種(ROS)はがんや脳卒中、虚血性心疾患、動脈硬化、糖尿病、アルツハイマー病など多岐にわたる病態との関連性が指摘されているが、ROSの種類と疾患との関連度はいまだ明らかでない。特に、ROSやラジカルの産生機構には酸素分圧が影響することが、実態解明の課題となっている。本研究にて得られた成果は、生体そのものでの測定を可能とするものであり、生体微量ラジカルと疾患との関連性解明に貢献するものと期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (16 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] A radioiodinated nitroxide probe with improved stability against bioreduction for in vivo detection of lipid radicals2021

    • Author(s)
      Azuma R, Yamasaki T, Sano K, Munekane M, Matsuoka Y, Yamada KI, Mukai T
    • Journal Title

      Free Radic Biol Med

      Volume: 163 Pages: 297-305

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2020.12.028

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Radioiodinated Nitroxide Derivative for the Detection of Lipid Radicals2020

    • Author(s)
      Yamasaki Toshihide、Azuma Risa、Sano Kohei、Munekane Masayuki、Matsuoka Yuta、Yamada Ken-ichi、Mukai Takahiro
    • Journal Title

      ACS Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 45-48

    • DOI

      10.1021/acsmedchemlett.9b00416

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of Relative Configuration at C2 and C4 position of TEMPO-type Nitroxide on Ascorbate Reduction.2021

    • Author(s)
      Azuma Risa, Yamasaki Toshihide, Sano Kohei, Munekane Masayuki, Mukai Takahiro
    • Organizer
      ISMAR APNMR NMRSJ SEST 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Substituent Effect of Benzene Ring at C2 Position of TEMPO-type Nitroxide for Ascorbate Reduction and Redox Potential.2021

    • Author(s)
      Yamasaki Toshihide, Matsuda Yuto, Sano Kohei, Munekane Masayuki, Mukai Takahiro
    • Organizer
      ISMAR APNMR NMRSJ SEST 2021
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脂質ラジカルを選択的に検出する放射性プローブの開発と脳虚血/再灌流モデルでの評価2021

    • Author(s)
      東 里沙,山﨑俊栄,佐野紘平,宗兼将之,向 高弘
    • Organizer
      第4回日本核医学会分科会 放射性薬品科学研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質ラジカルを生体検出する放射性プローブの開発 ―脳虚血再灌流モデルマウスでの評価―2021

    • Author(s)
      山﨑俊栄,東 里沙,佐野紘平,宗兼将之,向 高弘
    • Organizer
      第71回日本薬学会関西支部大会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳虚血再灌流障害と脂質ラジカルとの関連性解明に向けた放射性プローブの開発2021

    • Author(s)
      東 里沙,山﨑俊栄,佐野紘平,宗兼将之,向 高弘
    • Organizer
      第61回日本核医学会学術総会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体内脂質ラジカルを追跡するための放射性プローブの開発および一過性脳虚血モデルを用いた評価2021

    • Author(s)
      東 里沙,山﨑俊栄,佐野紘平,宗兼将之,向 高弘
    • Organizer
      第64回日本脳循環代謝学会学術集会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] α位置換基にベンゼン環を含むTEMPO型ニトロキシドの還元反応性の評価2021

    • Author(s)
      松田優斗、山﨑俊栄、佐野紘平、宗兼将之、向 高弘
    • Organizer
      日本薬学会 第141年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] アルコキシアミンの結合開裂反応におけるニトロキシド部分構造の置換基効果の検討2021

    • Author(s)
      山﨑俊栄、坂本麻緒、佐野紘平、宗兼将之、向 高弘
    • Organizer
      日本薬学会 第141年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体内脂質ラジカルを非侵襲検出する放射性プローブの合成及び脂質過酸化誘発モデルマウスでの評価2020

    • Author(s)
      東里沙、山﨑俊栄、佐野紘平、宗兼将之、松岡悠太、山田健一、向高弘
    • Organizer
      第70回 日本薬学会関西支部大会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質ラジカルの核医学イメージングを目的とした新規放射性プローブの開発2020

    • Author(s)
      東里沙、山﨑俊栄、佐野紘平、宗兼将之、松岡悠太、山田健一、向高弘
    • Organizer
      電子スピンサイエンス学会2020
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質ラジカルの生体内検出に向けた放射性ヨウ素標識ニトロキシドの開発2020

    • Author(s)
      東里沙、山﨑俊栄、佐野紘平、宗兼将之、松岡悠太、山田健一、向高弘
    • Organizer
      日本薬学会第140年会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Synthesis and evaluation of radioiodinated nitroxide probe for lipid alkyl radicals.2019

    • Author(s)
      Yamasaki Toshihide, Sano Kohei, Munekane Masayuki, Mukai Takahiro.
    • Organizer
      第78回日本癌学会学術総会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質炭素ラジカルの生体内検出を目的とした放射性ヨウ素標識ニトロキシドプローブの合成と物性・集積性評価2019

    • Author(s)
      東里沙、山﨑俊栄、佐野紘平、宗兼将之、向高弘
    • Organizer
      第69回日本薬学会関西支部総会・大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体内脂質炭素ラジカルの機能解明を指向した放射性ニトロキシドプローブの開発2019

    • Author(s)
      山﨑俊栄、東里沙、佐野紘平、宗兼将之、向高弘
    • Organizer
      第69回日本薬学会関西支部総会・大会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 脂質アルキルラジカルを標的とする放射性ヨウ素標識ニトロキシドプローブの合成と評価2019

    • Author(s)
      山﨑俊栄、東里沙、佐野紘平、宗兼将之、向高弘
    • Organizer
      第59回日本核医学会学術総会
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      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体内の脂質アルキルラジカルを検出する放射性ヨウ素標識ニトロキシドプローブの開発2019

    • Author(s)
      山﨑俊栄、東里沙、佐野紘平、宗兼将之、松岡悠太、山田健一、向高弘
    • Organizer
      第3回日本核医学会分科会放射薬品科学研究会/第19回放射性医薬品・画像診断薬研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Remarks] 神戸薬科大学薬品物理化学研究室 ホームページ

    • URL

      https://www.kobepharma-u.ac.jp/biophys/

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      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] ホームページ

    • URL

      https://www.kobepharma-u.ac.jp/biophys/index.html

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      2020 Annual Research Report
  • [Remarks] ホームページ

    • URL

      http://www.kobepharma-u.ac.jp/~biophys/index.html

    • Related Report
      2019 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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