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Control of intracellular amyloid dynamics using photooxygenation catalysts

Research Project

Project/Area Number 19K22484
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 47:Pharmaceutical sciences and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Sohma Youhei  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), グループリーダー(講師相当) (10565518)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywordsアミロイド / 光酸素化触媒 / タウ / α-シヌクレイン / アルツハイマー病 / 神経変性疾患
Outline of Research at the Start

タンパク質が異常凝集した細胞内アミロイドは、神経変性疾患発症の原因になると考えられている。また、細胞内アミロイドは疾患原因となるだけではなく、長期記憶維持など生理的に重要な役割を果たしていることが示唆されている。本研究課題において、様々な生体分子が共存する細胞内環境において、目的のアミロイドに対して選択的に酸素化反応を進行させることのできる光触媒を開発する。また、光触媒を利用することで、細胞内アミロイドがもたらす病態機構や神経機能の同定を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this research is to control the spatiotemporal dynamics of intracellular amyloids such as tau and α-synuclein using photooxygenation catalyst. We synthesized new photooxygenation catalysts that promoted the photooxygenation of tau amyloid with high selectivity and yield. In addition, the induction of new amyloid formation in cultured cells is suppressed by oxygenating tau seed. Similarly, a catalyst capable of efficiently promoting the photooxygenation reaction with respect to the amyloid formed by α-synuclein was identified.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今回開発した光酸素化触媒は、細胞内アミロイドに対し、通常のフォールディング状態に影響することなく、疾患に関与するアミロイド凝集体と選択的に反応した。また、本手法を利用することにより、細胞内アミロイドの伝播機構が酸素化修飾によって制御可能であることを示した。本結果は、細胞内アミロイドが原因となる様々な神経変性疾患の病態解明や治療法開発につながる潜在性を有する。

Report

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

    (33 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 9 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results) (of which Overseas: 3 results)

  • [Int'l Joint Research] IMDEA Nanociencia(スペイン)

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      Nagashima Nozomu、Ozawa Shuta、Furuta Masahiro、Oi Miku、Hori Yukiko、Tomita Taisuke、Sohma Youhei、Kanai Motomu
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      Science Advances

      Volume: 7 Issue: 13 Pages: 0-1

    • DOI

      10.1126/sciadv.abc9750

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      P. Bondia, J. Torra, C. M. Tone, T. Sawazaki, A. Valle, B. Sot, S. Nonell, M. Kanai, Y. Sohma, C. Flors
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 142 Issue: 2 Pages: 922-930

    • DOI

      10.1021/jacs.9b10632

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      K. Shinoda, M. Kanai, Y. Sohma
    • Journal Title

      J. Org. Chem.

      Volume: 85 Issue: 3 Pages: 1635-1643

    • DOI

      10.1021/acs.joc.9b02612

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    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 55(44) Issue: 44 Pages: 6165-6168

    • DOI

      10.1039/c9cc01728c

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      堀由起子、相馬洋平
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      ファルマシア

      Volume: 55 Pages: 532-536

    • NAID

      130007657600

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  • [Patent(Industrial Property Rights)] メチレンブルーを母骨格とする新規光触媒2021

    • Inventor(s)
      金井求、相馬洋平、 城野柳人、大井未来
    • Industrial Property Rights Holder
      金井求、相馬洋平、 城野柳人、大井未来
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2021
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光酸素化触媒化合物及びこれを含有する医薬2020

    • Inventor(s)
      金井求、相馬洋平、 永島臨、富田泰輔、 堀由起子、小澤柊太
    • Industrial Property Rights Holder
      金井求、相馬洋平、 永島臨、富田泰輔、 堀由起子、小澤柊太
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2020
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      金井求、相馬洋平、城野柳人、大井未来
    • Industrial Property Rights Holder
      金井求、相馬洋平、城野柳人、大井未来
    • Industrial Property Rights Type
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    • Filing Date
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      金井求、相馬洋平、永島臨、富田泰輔、堀由起子、小澤柊太
    • Industrial Property Rights Holder
      金井求、相馬洋平、永島臨、富田泰輔、堀由起子、小澤柊太
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-217947
    • Filing Date
      2019
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Published: 2019-07-04   Modified: 2022-01-27  

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