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低酸素・活性酸素種・レドックス活性を捉える in vivo 可視化プローブの創製

Publicly Offered Research

Project AreaOxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life
Project/Area Number 17H05528
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

近藤 輝幸  京都大学, 工学研究科, 教授 (20211914)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords先端医工学 / 活性酸素種 / 低酸素環境 / 生体イメージング / 光音響イメージング / 分子プローブ / 分子イメージング / MRI / ホスホリルコリン / 安定同位元素 / 2-ニトロアゾール / 放射線増感剤
Outline of Annual Research Achievements

CuBr/2,2'-bipyridine触媒系を用い、細胞膜脂質の部分構造を有する2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)の原子移動ラジカル重合(ATRP)を行うことにより、生体適合性に優れた双極性(ベタイン)ポリマーPMPCを合成した。次に、水溶性の近赤外蛍光色素(NIR Dye)として、IRDye 800CWを選び、PMPC末端に導入した800CW-PMPCを合成した。さらに合成した800CW-PMPCと各種ROSとの反応を、in vitroでの紫外-可視吸収スペクトルと光音響(PA)信号強度により評価した結果、代表的なROSの一つである ClO-共存下において、800CW-PMPCは速やかに褪色し(蛍光イメージング)、PA信号強度が著しく低下することが明らかになった。
一方、マウス大腸がん細胞colon 26を右肩に担癌したマウスに、800CW-PMPCを尾静脈投与し、48時間後のin vivo PAI撮像により、800CW-PMPCが腫瘍部位に高集積していることを確認した。続いて、ClO-溶液を腫瘍部位に局所投与し、投与前後のin vivo PAI撮像により、腫瘍部位からのPA信号強度が著しく低下することが明らかになった。
以上の結果は、新たに合成した800CW-PMPCがPAプローブとして有効であり、EPR(Enhanced Permeability and Retention)効果により、腫瘍部位に高集積することから、PAI撮像により腫瘍の正確な位置情報が得られること、および腫瘍部位に集積した800CW-PMPCが速やかに褪色し、PA信号強度が著しく低下した場合には、ROSとしてClO-が存在するという腫瘍内部の機能情報が得られることを示している。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Tracking the Oxygen Status in the Cell Nucleus with a Hoechst-Tagged Phosphorescent Ruthenium Complex2018

    • Author(s)
      Hara Daiki、Umehara Yui、Son Aoi、Asahi Wataru、Misu Sotaro、Kurihara Ryohsuke、Kondo Teruyuki、Tanabe Kazuhito
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 19 Issue: 9 Pages: 956-962

    • DOI

      10.1002/cbic.201700685

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Confinement of Singlet Oxygen Generated from Ruthenium Complex-Based Oxygen Sensor in the Pores of Mesoporous Silica Nanoparticles2018

    • Author(s)
      Kitajima Natsuko、Umehara Yui、Son Aoi、Kondo Teruyuki、Tanabe Kazuhito
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 29 Issue: 12 Pages: 4168-4175

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.8b00811

    • Related Report
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  • [Journal Article] Ruthenium- and Rhodium-Catalyzed Ring-Opening Coupling Reactions of Cyclopropenones with Alkenes or Alkynes2018

    • Author(s)
      Kondo Teruyuki、Taniguchi Ryosuke、Kimura Yu
    • Journal Title

      Synlett

      Volume: 29 Issue: 06 Pages: 717-722

    • DOI

      10.1055/s-0037-1609339

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polymeric 1H MRI Probes for Visualizing Tumor In Vivo2017

    • Author(s)
      Kondo Teruyuki、Kimura Yu、Yamada Hisatsugu、Aoyama Yasuhiro
    • Journal Title

      Chem. Rec.

      Volume: 17 Issue: 6 Pages: 555-568

    • DOI

      10.1002/tcr.201600144

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      近藤輝幸
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      近藤 輝幸
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    • Invited
  • [Remarks] ttps://www.abe.ehcc.kyoto-u.ac.jp/

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Published: 2017-04-28   Modified: 2019-12-27  

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