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Development of new assay system for on-site analysis targeting hallucinogenic compounds in mushrooms

Research Project

Project/Area Number 19K10697
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 58040:Forensics medicine-related
Research InstitutionKobe Pharmaceutical University

Principal Investigator

MORITA IZUMI  神戸薬科大学, 薬学部, 講師 (20299085)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 小林 典裕  神戸薬科大学, 薬学部, 教授 (90205477)
大山 浩之  神戸薬科大学, 薬学部, 准教授 (80572966)
上田 宏  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (60232758)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords抗体 / シロシビン / シロシン / オンサイト分析
Outline of Research at the Start

規制薬物の乱用の取り締まりに貢献すべく、簡便・迅速で現場への可搬性に優れ、かつ高感度な検出を可能とするオンサイト免疫測定法の構築に資する新規抗体の作製を目指す。今回対象とする幻覚性キノコ成分のシロシビンおよびシロシンは分子量が小さく、高親和力抗体の調製が極めて難しい。そこで、免疫抗原の適正デザインや遺伝子工学的手法を駆使して、実用的なモノクローナル抗体を創出し、簡便で高感度な免疫測定法を確立する。また、蛍光免疫センサーとして機能する「クエンチ抗体(Q-body)」を作製し、よりオンサイト検出に適した測定系(サンプルと混合してその溶液の蛍光を測定するだけで抗原量を測定できる)の開発に挑戦する。

Outline of Final Research Achievements

Rapid, feasible on-site immunochemical assays are suitable for regulating the illicit use and circulation of controlled drugs. These approaches require specific antibodies, but no practical antibodies are available. In this study, we generated novel monoclonal antibodies to identify psilocybin (Pyb) and psilocin (Psi) contained within hallucinogenic mushrooms. The enzyme-linked immunosorbent assay systems developed using these antibodies enabled immunochemical determination of Pyb and Psi in a dried powder derived from the hallucinogenic mushroom, P. cubensis. In addition, mutant single-chain Fv fragments (scFv) that recognize Pyb with improved affinity were generated via in vitro affinity-maturation. The mutant scFvs were converted to Q-body for on-site immunochemical analysis. We expect that these antibodies will enable the development of practical on-site analytical systems targeting Pyb and Psi.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

規制薬物の分析は、現在、可搬性に乏しい大型機器を用いる機器分析が多用されているが、簡便・迅速に被疑物質を現場で特定できるオンサイト分析法を確立することは、その成分の拡散や乱用を防止するうえで極めて社会的意義が大きい。今回、分子量が小さく高親和力抗体の創製が特に難しいシロシビン、シロシンについて、免疫原を工夫することや、試験管内親和性成熟の手法を用いることで、実用的なモノクローナル抗体を新規に創製することが可能となった。本研究で確立した技術基盤は、その他のモニターが必須とされる低分子化合物のオンサイト免疫測定法の確立にも広く適応が可能と期待される。

Report

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

    (17 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Derivatization-assisted enzyme-linked immunosorbent assay for identifying hallucinogenic mushrooms with enhanced sensitivity2021

    • Author(s)
      Morita Izumi, Kiguchi Yuki, Oyama Hiroyuki, Takeuchi Atsuko, Tode Chisato, Tanaka Rie, Ogata Jun, Kikura-Hanajiri Ruri, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Analytical Methods

      Volume: 13 Issue: 35 Pages: 3954-3962

    • DOI

      10.1039/d1ay01157j

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Immunochemical monitoring of psilocybin and psilocin to identify hallucinogenic mushrooms2020

    • Author(s)
      Morita Izumi, Oyama Hiroyuki, Kiguchi Yuki, Oguri Akari, Fujimoto Natsumi, Takeuchi Atsuko, Tanaka Rie, Ogata Jun, Kikura-Hanajiri Ruri, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis

      Volume: 190 Pages: 113485-113485

    • DOI

      10.1016/j.jpba.2020.113485

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Clonal array profiling of scFv-displaying phages for high-throughput discovery of affinity-matured antibody mutants2020

    • Author(s)
      Kiguchi Yuki, Oyama Hiroyuki, Morita Izumi, Morikawa Mai, Nakano Asuka, Fujihara Wakana, Inoue Yukari, Sasaki Megumi, Saijo Yuki, Kanemoto Yuki, Murayama Kaho, Baba Yuki, Takeuchi Atsuko, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 14103-14103

    • DOI

      10.1038/s41598-020-71037-3

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Seeking high-priority mutations enabling successful antibody-breeding: systematic analysis of a mutant that gained over 100-fold enhanced affinity2020

    • Author(s)
      Oyama Hiroyuki, Kiguchi Yuki, Morita Izumi, Yamamoto Chika, Higashi Yuka, Taguchi Miku, Tagawa Tatsuya, Enami Yuri, Takamine Yuriko, Hasegawa Hanako, Takeuchi Atsuko, Kobayashi Norihiro
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 4807-4807

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61529-7

    • Related Report
      2020 Research-status Report 2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PM Q-probe: A fluorescent binding protein that converts many antibodies to a fluorescent biosensor2020

    • Author(s)
      Dong Jinhua、Miyake Chihiro、Yasuda Takanobu、Oyama Hiroyuki、Morita Izumi、Tsukahara Tomoya、Takahashi Masaki、Jeong Hee-Jin、Kitaguchi Tetsuya、Kobayashi Norihiro、Ueda Hiroshi
    • Journal Title

      Biosensors and Bioelectronics

      Volume: 165 Pages: 112425-112425

    • DOI

      10.1016/j.bios.2020.112425

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 幻覚性キノコ成分シロシンの高感度検出を可能にする誘導体化ELISA2022

    • Author(s)
      森田 いずみ、大山 浩之、木口 裕貴、田中 理恵、緒方 潤、花尻(木倉) 瑠理、小林 典裕
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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      木口 裕貴、大山 浩之、森田 いずみ、大澤 愛、小林 典裕
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] CDR内チロシン置換の抗Δ9-テトラヒドロカンナビノールscFv抗原結合能への影響2021

    • Author(s)
      大山 浩之、福田 千紘、井上 あやめ、森田 いずみ、木口 裕貴、小林 典裕
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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  • [Presentation] H鎖FR1へのアミノ酸挿入による高親和力抗コルチゾールscFvの創製2021

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      梅澤 直子、永田 泰大、木口 裕貴、大山 浩之、森田 いずみ、小林 典裕
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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  • [Presentation] H鎖FR1のアミノ酸置換による高親和力抗コルチゾールscFvの創製2021

    • Author(s)
      永田 泰大、梅澤 直子、木口 裕貴、大山 浩之、森田 いずみ、小林 典裕
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] マジックマッシュルーム中シロシビン、シロシンのELISA2020

    • Author(s)
      森田 いずみ、大山 浩之、木口 裕貴、田中 理恵、緒方 潤、花尻 (木倉) 瑠理、小林 典裕
    • Organizer
      第70回日本薬学会関西支部大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 高感度な発光ELISAを目的とするscFv融合用レポーター酵素の比較検討2020

    • Author(s)
      大山 浩之、木口 裕貴、森田 いずみ、丹羽 俊文、小林 典裕
    • Organizer
      第70回日本薬学会関西支部大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] VH-FR1へのアミノ酸挿入による抗コルチゾールscFvの試験管内親和性成熟2020

    • Author(s)
      木口 裕貴、大山 浩之、森田 いずみ、小林 典裕
    • Organizer
      第70回日本薬学会関西支部大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Generation of monoclonal antibodies for on-site analysis of psilocin and psilocybin in hallucinogenic mushrooms2019

    • Author(s)
      I. Morita, H. Oyama, R. Tanaka, R. Kikura-Hanajiri, N. Kobayashi.
    • Organizer
      European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
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      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] In vitro affinity maturation of anti-cortisol antibodies to develop sensitive immunoassays2019

    • Author(s)
      Oyama H., Morita I., Kiguchi Y., Kobayashi N.
    • Organizer
      European Congress of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 幻覚性キノコ成分のオンサイト分析を目的とするシロシンシリル化体に対する新規モノクローナル抗体の作製2019

    • Author(s)
      森田 いずみ、大山 浩之、田中 理恵、花尻(木倉) 瑠理、小林 典裕
    • Organizer
      日本分析化学会第68年会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 試験管内親和性成熟を目的とする抗シロシビン一本鎖Fvフラグメントの作製2019

    • Author(s)
      森田 いずみ、大山 浩之、木口 裕貴、田中 理恵、花尻(木倉) 瑠理、上田 宏、小林 典裕
    • Organizer
      日本法中毒学会第38年会
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      2019 Research-status Report

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

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