| Project/Area Number |
23K28405
|
|---|
| Project/Area Number (Other) |
23H03716 (2023)
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
|
|---|
| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
藤井 健太郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, チームリーダー (00360404)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北村 成史 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (50624912)
和田 真一 広島大学, 先進理工系科学研究科(理), 准教授 (60304391)
権田 幸祐 東北大学, 医学系研究科, 教授 (80375435)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
|
| Budget Amount *help |
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
|
|---|
| Keywords | 軟X線 / 抗体薬物複合体 / 培養細胞 / 低分子薬物 / 動態解析 / 軟X線イメージング / 放射光 / イメージング |
|---|
| Outline of Research at the Start |
抗体薬物複合体分子の中で特徴的な構造を持った官能基に注目し、軟X線吸収スペクトルによる化学イメージング測定を行い、高空間分解能（<1μm）で低分子薬物の局在と量の定量化を行う。低分子薬物は、蛍光標識では薬効が変化し、また特異的な検出試薬もないため、その薬物動態解析は現在の技術では放射光軟X線イメージングが唯一可能性を持っている。本研究では、次世代放射光におけるイメージング分光技術を腫瘍細胞に適応することで、次世代の抗体薬物複合体開発にとって重要な知見を得ることを目的とする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
抗体薬物複合体分子の中で特徴的な構造を持った官能基に注目し、軟X線吸収スペクトルによる化学イメージング測定を行い、高空間分解能（<1μm）で低分子薬物の局在と量の定量化を行う。低分子薬物は、蛍光標識では薬効が変化し、また特異的な検出試薬もないため、その薬物動態解析は現在の技術では放射光軟X線イメージングが唯一可能性を持っている。本研究では、次世代放射光におけるイメージング分光技術を腫瘍細胞に適応することで、次世代の抗体薬物複合体開発にとって重要な知見を得ることを目的とする。
抗腫瘍効果を有す抗体医薬と低分子薬物の複合体による抗体薬物複合体は、最も活発に開発されている抗がん剤の1つである。しかし低分子薬物の細胞内動態を創薬に役立てる計測技術が無いのが大きな課題であった。本研究では、高い空間分解能を持ち、さらに官能基を選別した分光が可能な軟Ｘ線により、腫瘍細胞内の低分子薬物の動態を明らかにし、抗体薬物複合体によるがんの治療効果の最適化に資する知見を得ることが目的である。
2024年度はタンパク質等にほとんど含まれない元素（元素X）を含んだ低分子薬物での検証が必要であると考え、元素Xを含んだ抗体分子複合体を対象として、放射光軟X線吸収スペクトルの測定を実施した。その結果、低分子薬物の元素Xに特徴的な吸収ピークが存在することを見出した。またタンパク質や細胞抽出液との混合試料を用いて、特徴的なピーク構造を見出すことができた。さらにヒトがん細胞の培養細胞を対象とした軟X線顕微分光実験を実施し、細胞核付近に低分子薬物が局在化していることを示唆するデータを得ることができた。細胞内部の局所において薬剤分子の局在化が認められたことで、放射光軟X線吸収スペクトルによる分析方法がラベルフリーでの低分子薬剤分子の動態解析に有効であることが実証できた。本研究計画は当初の予定通りに進捗している。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
低分子薬物に特徴的な吸収ピークが存在することを見出すことができた。またタンパク質や細胞抽出液との混合試料を用いて、特徴的なピーク構造を見出すことができた。さらに培養細胞を対象とした軟X線顕微分光実験を実施し、細胞核付近に薬物分子が局在化していることを示唆するデータを得ることができた。細胞内部の局所において薬剤分子の局在化が認められたことで、放射光軟X線吸収スペクトルによる分析方法がラベルフリーでの低分子薬剤分子の動態解析に有効であることが実証できた。これらから当初予定していた細胞内での薬物分子の局在性を確認することができたことから、おおむね順調に研究が進んでいるといえる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2024年度に実施した軟X線顕微分光実験では透過法を採用したため、試料の厚みが概ね1マイクロメートル程度以下の超薄膜を対象とした。この方法では、薄膜中に存在する微量の分子の量に対して、透過する軟X線の吸収強度のコントラストが生じる必要があり、0．数％程度が検出限界であると予想している。それよりも微量な低分子薬物を検出するためには、吸収強度を比較する方法ではなく、軟X線吸収後に放出される蛍光の強度を観測する方法の方が好感度であると推察している。今後はこの蛍光X線検出による分析方法を採用して実験を進めることを計画している。
|
