2014 Fiscal Year Annual Research Report
長波長蛍光プローブによる体内深部におけるがん細胞蛍光イメージング
| Project/Area Number |
14J05763
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
岩立 竜 東京大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
|
| Keywords | 蛍光プローブ / がんイメージング |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
１．本年度の年次計画に従い、目的の機能を持つ分子骨格の設計と合成に取り組んだ。術中における微小がんの選択的可視化には、がん選択的にactivatableな蛍光プローブの開発が必要である。本研究グループではこれまでに、分子内スピロ環化平衡を示す蛍光色素HMRG (hydroxymethyl rhodamine green) を基本骨格として、500 nm程度の波長で機能するactivatableなプロテアーゼ活性検出蛍光プローブ群を開発してきた。HMRGはpHに応じて吸収・蛍光を示す開環体と無色・無蛍光の閉環体からなるスピロ環化平衡を示すため、tumor-to-background ratioの高いがんイメージングに必要なactivatable蛍光プローブの母核に適している。そこで、まずこのHMRG骨格を出発点とし、キサンテン環部位に修飾を加えたローダミン誘導体群を合成することで、分子構造と波長やスピロ環化平衡の平衡定数 (pKcycl) の関係性を評価した。これにより、アルキル鎖伸長により吸収・蛍光極大波長が長波長化すること、電子求引基の導入によりpKcyclが酸性側にシフトすることなどを見出した。これらの結果は、キサンテン環の修飾により蛍光団の波長をコントロールし、目的に適したpHでactivatableなプローブを論理的に設計・開発できることを示唆している。
２．合成したプローブの評価に用いるセンチネルリンパ節イメージングの系として、スイス・ローザンヌ・スイス連邦工科大学ローザンヌ校のMelody SwartzおよびJeffrey Hubbell両教授の研究室にて、リンパ節転移を起こすがんマウスモデルの作成技術を習得した。これを用いることで合成したプローブのin vivoでの評価を再現性よく、また定量的に行うことができると期待される。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
mmオーダーの微小ながんの可視化技術を臨床応用するためには、高いtumor-to-background ratioを持つactivatableな小分子蛍光プローブを論理的に設計・合成し、適応症例を増やしていくことが極めて重要である。私はそのようなニーズに応えるべく、ローダミン誘導体の分子構造と波長やスピロ環化平衡の平衡定数の関係性を見出した。この知見に基づいてローダミン骨格の特性を微細に調整することで多色化を実現し、in vivoで複数のプロテアーゼ活性を同時に可視化・弁別することに成功した。また、この設計指針に基づいてシリルローダミン誘導体を合成し、この指針がローダミン以外の骨格にも応用可能であることを確認した。以上の成果は今後、本研究の最終目標である長波長色素骨格を用いたリンパ節転移のイメージングを達成する上で非常に重要な知見と成り得るため、期待以上の研究の進展があったと言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は当初の研究計画通り、平成26年度の研究で得られた化学的知見をシリルローダミンにも適用することで、組織透過性に優れた長波長の吸収・蛍光を有する蛍光団を設計・合成する。さらに、がん細胞で発現が亢進しているプロテアーゼの一種であるγーグルタミルトランスフェラーゼ（GGT）の基質、γ-グルタミル基を導入した誘導体を合成し、がん蛍光プローブの開発にも応用していく計画である。また、さらなる組織透過性の向上を狙い、シリルローダミン誘導体よりもより長波長な種々の蛍光団への応用も検討している。
|
Research Products
(4 results)
