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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of photodynamic therapy probes for cancer with single cell resolution and their evaluation with clinical samples

Research Project

Project/Area Number 16H02606
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

浦野 泰照  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20292956)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 神谷 真子  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (90596462)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsがん / 光線力学療法 / activatable像感プローブ / ケミカルバイオロジー / 単一細胞
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までに開発に成功した一細胞レベル空間分解能を持つβ-ガラクトシダーゼactivatable&細胞内retention型光増感プローブのショウジョウバエへのin vivo適用を継続して行い、免疫染色などによってlacZ発現細胞選択的な細胞殺傷能を証明した。次に、本プローブの臨床検体への適用によるがん細胞選択的な光線力学療法能の検証を開始したが、β-ガラクトシダーゼ活性はあまり良いバイオマーカーとはならなかったため、適切なバイオマーカーを探索すべくグリコシダーゼ蛍光プローブを新規に複数開発した。これらを新鮮臨床検体へと適用し、これまでにいくつかのグリコシダーゼ酵素活性が乳がん、肺がん選択的バイオマーカーとして見いだされた。本バイオマーカーの臨床的価値を明らかとすべく複数の臨床医との共同研究を開始すると共に、一細胞分解能でのPDT治療を実現する光増感プローブの開発を開始した。また既に乳がんバイオマーカーとして有効であること明らかとなっているアミノペプチダーゼであるGGTをターゲットとする、新たな一細胞分解能を持つプローブの設計・開発を当初予定通り開始し、ローダミン、ロドールを骨格とするactivatable型であり、かつquinone methide中間体生成による酵素反応生成物の細胞内retentionが可能な蛍光プローブの開発に複数成功した。本プローブは、がん・正常細胞の共培養系、スフェロイド系で設計通り一細胞分解能でのライブがん細胞検出が可能であること、さらにはホルマリン固定などの操作によってもがん細胞の蛍光性が残存する世界初のプローブであることが明らかとなった。そこで本プローブの臨床検体への適用による、臨床検体内がん細胞の一細胞分解能ライブイメージング実験を開始した。今後は、この光増感版プローブを作製し、臨床検体での機能検証を行うことを計画している。

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。

  • Research Products

    (34 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (24 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 10 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ジュネーブ大学(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      ジュネーブ大学
  • [Journal Article] Red Fluorescence Probe Targeted to Dipeptidylpeptidase-IV for Highly Sensitive Detection of Esophageal Cancer2019

    • Author(s)
      Ogasawara Akira、Kamiya Mako、Sakamoto Kei、Kuriki Yugo、Fujita Kyohhei、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Hanaoka Kenjiro、Onoyama Haruna、Abe Hiroyuki、Tsuji Yosuke、Fujishiro Mitsuhiro、Koike Kazuhiko、Fukayama Masashi、Seto Yasuyuki、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 30 Pages: 1055~1060

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.9b00198

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a platform for activatable fluorescent substrates of glucose transporters (GLUTs)2019

    • Author(s)
      Takasugi Tomohiro、Hanaoka Kenjiro、Sasaki Ayako、Ikeno Takayuki、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Yamada Katsuya、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      Volume: 27 Pages: 2122~2126

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.02.055

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Red-Shifted Fluorogenic Substrate for Detection of lacZ-Positive Cells in Living Tissue with Single-Cell Resolution2018

    • Author(s)
      Ito Hiroki、Kawamata Yu、Kamiya Mako、Tsuda-Sakurai Kayoko、Tanaka Shinji、Ueno Tasuku、Komatsu Toru、Hanaoka Kenjiro、Okabe Shigeo、Miura Masayuki、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 57 Pages: 15702~15706

    • DOI

      10.1002/anie.201808670

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Reversible Fluorescent Probe for Real-Time Live-Cell Imaging and Quantification of Endogenous Hydropolysulfides2018

    • Author(s)
      Umezawa Keitaro、Kamiya Mako、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 57 Pages: 9346~9350

    • DOI

      10.1002/anie.201804309

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid detection of superficial head and neck squamous cell carcinoma by topically spraying fluorescent probe targeting dipeptidyl peptidase-IV2018

    • Author(s)
      Mizushima Takeshi、Ohnishi Shunsuke、Shimizu Yuichi、Hatanaka Yutaka、Hatanaka Kanako C.、Kuriki Yugo、Kamiya Mako、Homma Akihiro、Yamamoto Keiko、Ono Shouko、Urano Yasuteru、Sakamoto Naoya
    • Journal Title

      Head & Neck

      Volume: 40 Pages: 1466~1475

    • DOI

      10.1002/hed.25126

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid detection of metastatic lymph nodes of colorectal cancer with a gamma-glutamyl transpeptidase-activatable fluorescence probe2018

    • Author(s)
      Kubo Hidemasa、Hanaoka Kenjiro、Kuriki Yugo、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Kojima Ryosuke、Kamiya Mako、Murayama Yasutoshi、Otsuji Eigo、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 8 Pages: 17781

    • DOI

      10.1038/s41598-018-36062-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Challenges in Development of Novel Fluorescence Probes2019

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      6th Annual International Congress for Fluorescence Guided Surgery
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cancer Specific Fluorescence Imaging by the Development of Fluorescent Probes for Glycosidase Activities (1PC-123)2019

    • Author(s)
      藤田恭平、神谷真子、吉岡孝房、中島淳、上尾裕明、浦野泰照
    • Organizer
      日本化学会 第99春季年会
  • [Presentation] Development of fluorescent probes for exopeptidases for realizing novel medical imaging2019

    • Author(s)
      Yugo Kuriki、Mako Kamiya、Toru Komatsu、Yasuteru Urano
    • Organizer
      第5回国際創薬シンポジウム
  • [Presentation] Novel small molecule-based fluorescent probes for rapid tumor imaging and fast glutathione dynamics2018

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      Royal Society of Chemistry's third Chemical Biology Symposium
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Library-Based Approach to Realize Rapid Intraoperative Imaging of Tiny Tumors by Novel Fluorogenic Probes for Peptidases2018

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Proteolytic Enzymes and Their Inhibitors
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Design and Development of Novel Fluorogenic Probes for Medical Purposes2018

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      Gordon Research Conference on Bioanalytical Sensors
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Novel Fluorogenic Probes for Intraoperative Rapid Imaging of Tiny Tumors2018

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      第91回日本薬理学会年会、第18回国際薬理学・臨床薬理学会議(WCP2018)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A library-based approach to realize intraoperative rapid imaging of tiny tumors by novel fluorogenic probes for aminopeptidases2018

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      Annual Meeting of Safety Pharmacology Society
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] A Library-based Approach to Realize Intraoperative Rapid Imaging of Tiny Tumors by Novel Fluorogenic Probes for Aminopeptidases and Carboxypeptidases2018

    • Author(s)
      Yasuteru Urano
    • Organizer
      4th International Symposium on Molecular Imaging and Nanomedicine(ISMIN)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] がん細胞特異的酵素活性に基づく新規prodrug型抗がん剤の開発2018

    • Author(s)
      林健人、神谷真子、久保秀正、浦野泰照
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第13年会
  • [Presentation] ライブイメージングと最新化学に基づく新たながん医療技術の創製2018

    • Author(s)
      浦野泰照
    • Organizer
      2018年生理学研究所研究会 オルガネラ膜ナノドメインの機能と動態
    • Invited
  • [Presentation] In vivo がん治療効果イメージングを志向した可逆的 glutathione 蛍光プローブの開発2018

    • Author(s)
      西堀純平、神谷真子、梅澤啓太郎、浦野泰照
    • Organizer
      先端モデル動物支援プラットフォーム 若手支援技術講習会
  • [Presentation] In vivo がん治療効果イメージングを志向した可逆的 glutathione 蛍光プローブの開発2018

    • Author(s)
      西堀純平、神谷真子、梅澤啓太郎、浦野泰照
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] がん細胞特異的酵素活性に基づく新規prodrug型抗がん剤の開発2018

    • Author(s)
      林健人、神谷真子、久保秀正、浦野泰照
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 化学を武器に分析を越えた先にある医療技術の実現を図る2018

    • Author(s)
      浦野泰照
    • Organizer
      日本分析化学会第67年会
    • Invited
  • [Presentation] Finding out new enzymatic activities as biomarkers for varios cancers by a novel chemical probe library-based approach2018

    • Author(s)
      浦野泰照
    • Organizer
      第77回日本癌学会学術総会
    • Invited
  • [Presentation] Glycosynthaseによる糖鎖分解酵素活性検出蛍光プローブライブラリーの構築とがん蛍光イメージングへの応用 (O-12)2018

    • Author(s)
      藤田恭平、神谷真子、内山拓、五十嵐圭日子、浦野泰照
    • Organizer
      第13回 日本分子イメージング学会学術集会
  • [Presentation] 糖鎖合成酵素によるGlycosidase活性検出蛍光プローブライブラリーの構築とがん蛍光イメージングへの応用(PB-07)2018

    • Author(s)
      藤田恭平、神谷真子、内山拓、五十嵐圭日子、浦野泰照
    • Organizer
      第13回 日本ケミカルバイオロジー学会
  • [Presentation] Glycosynthaseを用いた糖鎖分解酵素活性検出蛍光プローブライブラリーの開発とがん蛍光イメージングへの応用 (1P-036)2018

    • Author(s)
      藤田恭平、神谷真子、内山拓、五十嵐圭日子、浦野泰照
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] 細胞内滞留性ペプチダーゼ蛍光プローブの開発2018

    • Author(s)
      小原塁・神谷真子・浦野泰照
    • Organizer
      第12回 バイオ関連シンポジウム
  • [Presentation] Development of peptidase-targeted fluorescence probes with improved cellular retention2018

    • Author(s)
      小原塁・神谷真子・浦野泰照
    • Organizer
      第10回 国際ペプチドシンポジウム
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アミノペプチダーゼ活性検出蛍光プローブライブラリーによる新規がんイメージングプローブの開発2018

    • Author(s)
      栗木優五、神谷真子、小松徹、斎藤豊、浦野泰照
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第13回年会
  • [Presentation] 蛍光プローブライブラリーの創製による新規がんイメージングの実現2018

    • Author(s)
      栗木優五、神谷真子、小松徹、斎藤豊、浦野泰照
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] Establishment of molecular design strategy to obtain activatable fluorescent probes for carboxypeptidases2018

    • Author(s)
      Yugo Kuriki、Mako Kamiya、Hidemasa Kubo、Toru Komatsu、Tasuku Ueno、Suguru Yamashita、Norihiro Kokudo、Yasuteru Urano
    • Organizer
      EMBO WORKSHOP Chemical Biology 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] がん特異的酵素活性を利用したプロドラッグ型抗がん剤2019

    • Inventor(s)
      浦野泰照、神谷真子、林健人
    • Industrial Property Rights Holder
      浦野泰照、神谷真子、林健人
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      PCT/JP2019/008483
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] シアリダーゼ活性検出蛍光プローブ2019

    • Inventor(s)
      浦野泰照、神谷真子、シャーロット ライバス
    • Industrial Property Rights Holder
      浦野泰照、神谷真子、シャーロット ライバス
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-039095
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 癌検出蛍光プローブ2019

    • Inventor(s)
      浦野泰照、神谷真子、藤田恭平
    • Industrial Property Rights Holder
      浦野泰照、神谷真子、藤田恭平
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2019-036670

URL: 

Published: 2019-12-27  

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