2017 Fiscal Year Annual Research Report
Selective Cell Targeting by High and Low Affinity Ligands on Cell Surface
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16K13104
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
田中 克典 国立研究開発法人理化学研究所, 田中生体機能合成化学研究室, 主任研究員 (00403098)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生体分子 / 糖鎖 / 細胞 / 認識 / 有機化学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内に多数存在する細胞群から、特定の細胞だけを高度に見分ける新手法の開発は重要である。報告者は、細胞表面の受容体に対するペプチド分子の「強い」相互作用と糖鎖の「弱い」相互作用を同時に働かせ、さらに両リガンド分子同士を細胞表面で選択的に化学結合させることにより、標的の細胞を選択的に見分ける手法を検討した。
まず、本戦略の妥当性を検証するため、HUVEC細胞表面の受容体、aVb3インテグリンに対して「強く」結合するRGDペプチドを結合させた。次に、別の受容体であるレクチンに対して「弱く」結合するシアリル化糖鎖を蛍光標識して作用させ、表面で2つのリガンド同士を化学反応させた。その結果、aVb3インテグリンしか持たないHeLa細胞比較して、2つの受容体を持つHUVEC細胞のみを高選択的に可視化することに成功した。
次いで、aVb3インテグリンが高発現する数種類のがん細胞に対して、RGDペプチドと様々な種類の糖鎖とのコンビネーションを用いて区別することを試みた。標識したRGDペプチドを用いた場合では、これらのがん細胞を見分けることは全くできなかった。一方で、まずRGDペプチドを作用したのち、様々な糖鎖リガンドを順に作用させた。細胞表面でこれら２つのリガンドを共有結合させることで、各細胞に特徴的なコンビネーションを見出した。このコンビネーションを各がん細胞に使い分けることで、数種類のがん細胞からそれぞれを区別することができた。
さらにこの細胞選択性の結果をインビボに適応した。RGDペプチド、および各細胞に特徴的な標識糖鎖を続けて静脈注射し、マウスの標的がんの部分で官能基選択的反応を起こすことによって、望むがん部位を選択的にイメージングできることが判明した。このように２つの「強い」、そして「弱い」標的リガンドを同時に機能させることで、個別の細胞を効率的に区別することに成功した。
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[Presentation] Therapeutic in vivo synthetic chemistry2017
Author(s)
Katsunori Tanaka
Organizer
International Symposium, “Systems Glycobiology and Beyond” -Toward a bridge between fundamental research and applied science-, RIKEN Wako campus, Suzuki Umetaro Hall(Wako, Saitama)
Int'l Joint Research / Invited
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