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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Design, synthesis and application of fluorescent probes for the studies of drug discovery and medicine

Research Project

Project/Area Number 16H05099
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

花岡 健二郎  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (70451854)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2021-03-31
Keywords薬学 / 分析科学 / 生体分子 / 分子認識 / 有機化学
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、これまでに研究代表者らが独自に確立してきた蛍光プローブの開発技術を生命科学研究に留まらず、創薬・臨床医学へと応用することを目指している。具体的には、①低酸素環境を検出する蛍光プローブの開発、②グルコーストランスポーター(GLUT)を介して細胞内に取り込まれる蛍光プローブの開発、③硫化水素(H2S)及び活性硫黄分子の産生酵素に対する阻害剤の探索、の3つの研究を行った。平成31年度までには、①については、低酸素近赤外蛍光プローブazoSiR640を完成させた(Chem. Commun., 54, 6939 (2018))。②については、GLUTを介して細胞内に取り込まれるactivatableな蛍光プローブの基礎骨格を開発することに成功した(Bioorg. Med. Chem., 27, 2122 (2019))。③については、これまでに硫化水素(H2S)及び活性硫黄分子の産生酵素である3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (3MST)の選択的阻害剤の開発に成功している(Sci. Rep., 7:40227 (2017))。
令和2年度は、開発した蛍光プローブ及び選択的阻害剤を大量合成し、それを用いて活発に国内外の研究者らと共同研究に取り組んだ。例えば、低酸素環境を検出する蛍光プローブに関しては、血球細胞における低酸素刺激と細胞機能を調べることを目的に米国の研究者に供与を行った。3MSTの選択的阻害剤については、本阻害剤の治療薬としての可能性を調べるために、国内の研究者に数100 mgスケールで供与を行い、マウスでの血中濃度の推移に関してもLC-MSにて解析に従事した。また、本阻害剤を独国及び米国の研究者らに、活性硫黄種の生体内機能の解析のために供与・ディスカッションを行った(Nat. Comm., in press)。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 5 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Massachusetts General Hospital(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Massachusetts General Hospital
  • [Int'l Joint Research] The German Cancer Research Center(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      The German Cancer Research Center
  • [Journal Article] Recent advances in probe design to detect reactive sulfur species and in the chemical reactions employed for fluorescence switching2021

    • Author(s)
      Echizen Honami、Hanaoka Kenjiro
    • Journal Title

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      Volume: 68 Pages: 9~17

    • DOI

      10.3164/jcbn.20-18

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design, synthesis and evaluation of enzyme-responsive fluorogenic probes based on pyridine-flanked diketopyrrolopyrrole dyes2021

    • Author(s)
      Jenni Sebastien、Ponsot Flavien、Baroux Pierre、Collard Lucile、Ikeno Takayuki、Hanaoka Kenjiro、Quesneau Valentin、Renault K?vin、Romieu Anthony
    • Journal Title

      Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy

      Volume: 248 Pages: 119179~119179

    • DOI

      10.1016/j.saa.2020.119179

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Real-time in vivo imaging of extracellular ATP in the brain with a hybrid-type fluorescent sensor2020

    • Author(s)
      Kitajima Nami、Takikawa Kenji、Sekiya Hiroshi、Satoh Kaname、Asanuma Daisuke、Sakamoto Hirokazu、Takahashi Shodai、Hanaoka Kenjiro、Urano Yasuteru、Namiki Shigeyuki、Iino Masamitsu、Hirose Kenzo
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 9 Pages: e57544

    • DOI

      10.7554/eLife.57544

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Antibody Clicking as a Strategy to Modify Antibody Functionalities on the Surface of Targeted Cells2020

    • Author(s)
      Komatsu Toru、Kyo Etsu、Ishii Haruki、Tsuchikama Kyoji、Yamaguchi Aiko、Ueno Tasuku、Hanaoka Kenjiro、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 142 Pages: 15644~15648

    • DOI

      10.1021/jacs.0c05331

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A cytosolically localized far-red to near-infrared rhodamine-based fluorescent probe for calcium ions2020

    • Author(s)
      Numasawa Koji、Hanaoka Kenjiro、Ikeno Takayuki、Echizen Honami、Ishikawa Tomoe、Morimoto Masakazu、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Ikegaya Yuji、Nagano Tetsuo、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      The Analyst

      Volume: 145 Pages: 7736~7740

    • DOI

      10.1039/D0AN01739F

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] How Viscous Is the Solidlike Structure at the Interface of Ionic Liquids? A Study Using Total Internal Reflection Fluorescence Spectroscopy with a Fluorescent Molecular Probe Sensitive to High Viscosity2020

    • Author(s)
      Nishi Naoya、Yamazawa Takashi、Sakka Tetsuo、Hotta Hiroki、Ikeno Takayuki、Hanaoka Kenjiro、Takahashi Hiromi
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 36 Pages: 10397~10403

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.0c01528

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Calciprotein particle-induced cytotoxicity via lysosomal dysfunction and altered cholesterol distribution in renal epithelial HK-2 cells2020

    • Author(s)
      Kunishige Rina、Mizoguchi Mai、Tsubouchi Asako、Hanaoka Kenjiro、Miura Yutaka、Kurosu Hiroshi、Urano Yasuteru、Kuro-o Makoto、Murata Masayuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: 20125

    • DOI

      10.1038/s41598-020-77308-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ねじれ型分子内電荷移動(TICT)機構に基づく蛍光消光を利用した蛍光プローブの開発2021

    • Author(s)
      花岡 健二郎
    • Organizer
      日本薬学会 第141年会
    • Invited
  • [Presentation] 動物体内でのpH測定を目指した近赤外レシオ型蛍光プローブの開発2020

    • Author(s)
      花岡 健二郎
    • Organizer
      第58回日本生物物理学会年会
    • Invited
  • [Presentation] 活性硫黄分子の産生酵素に対する選択的阻害剤の開発2020

    • Author(s)
      花岡 健二郎
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 疾患組織を特異的に可視化する蛍光プローブの開発2020

    • Author(s)
      花岡 健二郎
    • Organizer
      自治医科大学 病理学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 活性硫黄種を検出する蛍光プローブの開発と産生酵素の阻害剤スクリーニングへの応用2020

    • Author(s)
      花岡 健二郎
    • Organizer
      フォーラム2020:衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Invited
  • [Book] ファルマシア 「最前線」2021

    • Author(s)
      花岡 健二郎
    • Total Pages
      5
    • Publisher
      公益社団法人日本薬学会
  • [Book] 化学と教育 「新・講座 酸・塩基」2020

    • Author(s)
      花岡 健二郎
    • Total Pages
      4
    • Publisher
      公益社団法人日本化学会
  • [Remarks] 東京大学 大学院薬学系研究科 薬品代謝化学教室

    • URL

      http://taisha.f.u-tokyo.ac.jp/index.html

URL: 

Published: 2021-12-27  

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