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2012 Fiscal Year Annual Research Report

活性酸素シグナル応答機構の解明を目指した新規蛍光プローブ・イメージング技法の開発

Planned Research

Project AreaSignaling functions of reactive oxygen species
Project/Area Number 20117003
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

浦野 泰照  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (20292956)

Project Period (FY) 2008-04-01 – 2013-03-31
Keywords蛍光プローブ / ルシフェラーゼ / アミノルシフェリン / 分子内電子移動 / 次亜塩素酸 / 活性酸素種 / インビボ / 生物発光プローブ
Outline of Annual Research Achievements

最終年度は動物個体in vivoでの新規イメージング技法の確立を狙い、一昨年度にin vitroで機能の検証に成功したhROSイメージング生物発光プローブをベースに、in vivo用プローブの開発と動物個体でのhROSイメージングを試みた。具体的には、分子内電子移動による生物発光の消光(BioLeT)を制御原理として、hROSとの反応部位であるアミノフェノキシ基のアミンに様々な置換基を導入することで、フェニル基の電子密度を様々に変化させたものや、アミノルシフェリンと反応部位との間のリンカーを種々変化させたルシフェリンプローブを合成した。これらのプローブの機能を、in vitro酵素系とルシフェラーゼ発現細胞を用いて評価し、最も高感度にhROSの検出が可能なプローブを選択し、これを活用してin vivo hROSイメージングを試みた。まず、全身にルシフェラーゼを発現したトランスジェニックラットに本プローブを腹腔内注射によって導入し、その後さらに、微量の次亜塩素酸を腹腔内に注射し、その前後での生物発光強度の変化を観測した。その結果、次亜塩素酸の注入量に比例した生物発光の伸びが観測され、定量的なin vivo hROSイメージングが可能であることが明らかとなった。さらに、ザイモザンとPMAを順次腹腔内に注射することで急性炎症を惹起させ、PMA投与前後での生物発光イメージングを行った。その結果、腹腔内での有意な生物発光強度伸びが観測され、世界初のactivatable生物発光プローブによる急性炎症イメージングが達成された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (27 results)

All 2013 2012

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results) Presentation (18 results) (of which Invited: 13 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] TokyoGreen derivatives as specific and practical fluorescent probes for UDP-glucuronosyltransferase (UGT) 1A1.2013

    • Author(s)
      Terai, T. et al.
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 49 Pages: 3101-3103

    • DOI

      10.1039/c3cc38810g

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rational Design and Development of Near-infrared-emitting Firefly Luciferins Available in vivo.2013

    • Author(s)
      Kojima, R. et al.
    • Journal Title

      Angewandte Chemie Int. Ed.

      Volume: 52 Pages: 1175-1179

    • DOI

      10.1002/anie.201205151

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rational Design of Highly Sensitive Fluorescence Probes For Protease and Glycosidase Based on Precisely Controlled Spirocyclization.2013

    • Author(s)
      Sakabe, M. et al.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135 Pages: 409-414

    • DOI

      409-14

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of NIR Fluorescent Dyes Based on Si-Rhodamine for In Vivo Imaging.2012

    • Author(s)
      Koide, Y. et al.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 5029-5031

    • DOI

      10.1021/ja210375e

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly Activatable and Environment-insensitive Optical Highlighters for Selective Spatiotemporal Imaging of Target Proteins.2012

    • Author(s)
      Kobayashi, T. et al.
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 11153-11160

    • DOI

      10.1021/ja212125w

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of 5'- and 7'-Substituted Luciferin Analogues as Acid-Tolerant Substrates of Firefly Luciferase.2012

    • Author(s)
      Takakura, H. et al.
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 13 Pages: 1424-1427

    • DOI

      10.1002/cbic.201200142

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Novel live imaging techniques of cellular functions and in vivo tumors based on precise design of small molecule-based ‘Activatable’ fluorescence probes.2012

    • Author(s)
      Urano, Y.
    • Journal Title

      Current Opinion in Chemical Biology

      Volume: 16 Pages: 602-608

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2012.10.023

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 優れたactivation ratioを示すhROS検出生物発光プローブの開発2013

    • Author(s)
      小嶋 良輔
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      神奈川(パシフィコ横浜)
    • Year and Date
      2013-03-29
  • [Presentation] 新規グルタチオン感受性蛍光プローブによるin vivoがんイメージング2013

    • Author(s)
      吉田 昌史
    • Organizer
      日本薬学会第133年会
    • Place of Presentation
      神奈川(パシフィコ横浜)
    • Year and Date
      2013-03-29
  • [Presentation] 分子内spiro環化平衡の精密制御に基づく蛍光・増感プローブの開発とがん医療への応用2013

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      滋賀(立命館大学)
    • Year and Date
      2013-03-25
    • Invited
  • [Presentation] 細胞内タンパク質のライブセル超解像顕微鏡イメージングを可能とする近赤外蛍光プローブ2013

    • Author(s)
      梅澤 啓太郎
    • Organizer
      日本化学会 第93春季年会
    • Place of Presentation
      滋賀(立命館大学)
    • Year and Date
      2013-03-25
  • [Presentation] BRETドナーとして利用可能なluciferin発光基質の開発2013

    • Author(s)
      高倉 栄男
    • Organizer
      日本化学会 第93春季年会
    • Place of Presentation
      滋賀(立命館大学)
    • Year and Date
      2013-03-22
  • [Presentation] In Vivo Rapid Cancer Detection by Topically Spraying a Novel -Glutamyltranspeptidase-activated Fluorescence Probe2013

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      3rd Joint Symposium of the Max Planck Society and the University of Tokyo
    • Place of Presentation
      Tokyo (The University of Tokyo)
    • Year and Date
      2013-03-08
    • Invited
  • [Presentation] 有機小分子蛍光プローブの精密設計とその応用 ~リアルタイム生細胞イメージングとin vivoがんイメージング~2013

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Organizer
      第6回The Heart研究会
    • Place of Presentation
      東京(コンファレンススクエア エムプラス)
    • Year and Date
      2013-03-02
    • Invited
  • [Presentation] In Vivo Rapid Cancer Detection by Topically Spraying a Novel -Glutamyltranspeptidase-activated Fluorescence Probe2013

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      VIPCA Chemical Biology: Methods and Progress
    • Place of Presentation
      Austria (Vienna)
    • Year and Date
      2013-02-12
    • Invited
  • [Presentation] 小分子蛍光プローブの開発による新たな細胞機能・疾患イメージング2013

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Organizer
      平成24年度次世代バイオナノ研究会
    • Place of Presentation
      香川(サンポートホール高松)
    • Year and Date
      2013-01-18
    • Invited
  • [Presentation] In Vivo Rapid Cancer Detection by Topically Spraying a Novel gamma-Glutamyltranspeptidase-activated Fluorescence Probe2012

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      The 43rd International Symposium of The Princess Takamatsu Cancer Research Fund
    • Place of Presentation
      Tokyo (Hotel Grand Palace)
    • Year and Date
      2012-11-16
    • Invited
  • [Presentation] Realtime imaging of ROS in living cells and tiny tumors in vivo by rationally designed novel fluorescence probes2012

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      Joint JSPS –Karolinska Institute Symposium
    • Place of Presentation
      Sweden (Karolinska Institute, Stockholm)
    • Year and Date
      2012-10-23
    • Invited
  • [Presentation] スマート蛍光プローブの精密開発による新たな細胞・疾患イメージング2012

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Organizer
      第56回日本薬学会関東支部大会
    • Place of Presentation
      東京(昭和大学旗の台キャンパス)
    • Year and Date
      2012-10-13
    • Invited
  • [Presentation] Specific Ablation of Cells Expressing b-galactosidase with a Novel Activatable Photosensitizer2012

    • Author(s)
      Yuki Ichikawa
    • Organizer
      EMBO Conference Series Chemical Biology 2012
    • Place of Presentation
      Heidelberg (Germany)
    • Year and Date
      2012-09-27
  • [Presentation] 光機能性プローブの精密開発によるin vivo生物学・医療の新展開2012

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Organizer
      BMAS2012
    • Place of Presentation
      東京(慶應義塾大学薬学部)
    • Year and Date
      2012-08-09
    • Invited
  • [Presentation] 化学プローブの精密設計によるin vivo光診断・治療の新展開2012

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Organizer
      第8回日本脳神経外科光線力学学会
    • Place of Presentation
      茨城(つくば国際会議場)
    • Year and Date
      2012-07-06
    • Invited
  • [Presentation] Real-time functional imaging of living cells and animals with rationally designed fluorescence probes2012

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      The 33rd Naito Conference on Oxygen Biology
    • Place of Presentation
      Hokkaido (Châteraisé Gateaux Kingdom Sapporo)
    • Year and Date
      2012-06-28
    • Invited
  • [Presentation] 新規有機小分子蛍光プローブの開発に基づく生細胞・動物個体内レドックスシグナルイメージング2012

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Organizer
      第65回日本酸化ストレス学会
    • Place of Presentation
      徳島(徳島県郷土文化会館)
    • Year and Date
      2012-06-08
    • Invited
  • [Presentation] スマート蛍光プローブの精密開発による新たな分子イメージング2012

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Organizer
      日本薬剤学会第27年会
    • Place of Presentation
      兵庫(神戸国際会議場)
    • Year and Date
      2012-05-26
    • Invited
  • [Book] 種選択的高感度ROS・RNSイメージングを実現する有機小分子蛍光プローブ群の開発2012

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      秀潤社
  • [Book] 蛍光プローブの精密設計による新しい生細胞イメージング・in vivoがんイメージング2012

    • Author(s)
      浦野 泰照
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      羊土社

URL: 

Published: 2018-02-02  

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