分子標的MRIを基盤とした低酸素・活性酸素種・レドックス活性可視化への挑戦
Publicly Offered Research
| Project Area | Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life |
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| Project/Area Number |
15H01403
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
近藤 輝幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (20211914)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | 酸素生物学 / 腫瘍低酸素領域 / りん光発光 / ルテニウム錯体 / Hoechst / DNA 結合性 / 酸素濃度センサー / 可視化 / 画像 / 生体材料 / ナノ材料 / 合成化学 / 放射線増感剤 / 分子標的 MRI / 三重共鳴 NMR / ホスホリルコリン / 安定同位元素 / セラノスティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸素は、生体が生命活動を維持するために必要なエネルギーの産生に不可欠な物質であり、その消費は様々な生命機能と深く関わっている。例えば、成長過程など細胞が活発な活動をする際にはエネルギーの産生が必要であり、酸素消費が増進する。一方、酸化ストレス等により細胞内ミトコンドリアに異常が起こると、酸素消費量は低下する。従って、酸素と生命機能には強い相関があり、細胞内での酸素量をリアルタイムに可視化する分子プローブの開発が求められている。
そこで本新学術領域研究では、細胞核内にプローブを送達する Hoechst33258 とりん光発光性ルテニウム錯体との複合化により、新しい細胞核内酸素濃度検出プローブ（Ru-Hoechst）を設計・合成し、その機能を評価した。
まず、Ru-Hoechstプローブの水溶液に、405 nm の励起光を照射すると、600 nm 付近にルテニウム錯体由来のりん光発光が観測された。水溶液の溶存酸素濃度を変化させたところ、ルテニウム錯体に由来するりん光発光は、酸素濃度の増大に伴い減弱した。従って、Ru-Hoechstプローブは、酸素濃度の変動を可視化する機能を有することが明らかとなった。なお、Stern-Volmer プロットから算出した KSV 値は 982 M-1 であり、りん光発光は、酸素濃度の変動に対する応答であることが示された。Ru-Hoechst プローブは高い DNA 結合特性を有する。すなわち、A549 細胞の細胞核にRu-Hoechst プローブを集積させ。培地中の酸素濃度を 20% から 0% に変化させ、再度 20% に戻した結果、酸素濃度の変動に応答したりん光発光強度の増減が観測された。
以上の様に、Ru-Hoechst プローブは、細胞の分化・発生において重要な役割を果たす細胞核の機能解明に有効なプローブである。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Magnetic resonance imaging of tumor with a self-traceable phosphorylcholine polymer2015
Author(s)
Hisatsugu Yamada, Yoshinori Hasegawa, Hirohiko Imai, Yuki Takayama, Fuminori Sugihara, Tetsuya Matsuda, Hidehito Tochio, Masahiro Shirakawa, Shinsuke Sando, Yu Kimura, Akio Toshimitsu, Yasuhiro Aoyama and Teruyuki Kondo
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Journal Title
Journal of the American Chemical Society
Volume: 137
Issue: 2
Pages: 799-806
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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