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2021 Fiscal Year Annual Research Report

がんの1細胞検出に資する多色多機能蛍光プローブ群の開発

Research Project

Project/Area Number 19H02826
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

神谷 真子  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (90596462)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords蛍光プローブ / がん検出 / 光機能性分子
Outline of Annual Research Achievements

前年度までに開発したgamma-glutamyltranspeptidase (GGT)を標的とした蛍光プローブでは、GGTを発現するがん細胞をシングルセルレベルで検出することが難しいこと、また、酵素反応後に生成する活性中間体がアザキノンメチドよりもキノンメチドの方が高い細胞内滞留性を達成するのに好ましい可能性があることが示唆された。そこで2021年度においては、GGTとの反応によりキノンメチド活性中間体が産生する新たな細胞内滞留型蛍光プローブの開発と機能評価を行った。具体的には、以前開発したbeta-galactosidaseを標的とした細胞内滞留型蛍光プローブの母格蛍光団に、O-functionからN-function型に変換するための自己分解性ベンジルリンカーを介して基質を導入することで、GGTを標的とした新たなプローブを設計・合成した。光学特性を評価した結果、本プローブは酵素との反応前は無色・無蛍光であるが、酵素との反応によりキノンメチド活性中間体を産生し、それが細胞内求核分子と反応して蛍光性付加物を生成することが示された。また、自己分解性リンカーを導入したことで、酵素が基質にアクセスしやすくなった結果、前年度に開発したプローブと比較して酵素との反応速度・蛍光上昇速度が向上した。さらに、GGTを高発現・低発現する培養がん細胞に適用したところ、GGT発現量に応じた蛍光シグナルを示し、またその蛍光シグナルが洗浄操作や固定操作に対して耐性があることを確認した。また、本プローブを用いてGGT発現がん細胞をシングルセルレベルで検出できることが明らかとなり、本研究の最終目的である“がん細胞が有する特徴的な酵素活性パターンの可視化によるがん検出”に向けた重要な知見を得た。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2022 2021

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Rapid Visualization of Deeply Located Tumors <i>In Vivo</i> by Intravenous Administration of a γ-Glutamyltranspeptidase-Activated Fluorescent Probe2022

    • Author(s)
      Nakada Akihiro、Maruyama Takuma、Kamiya Mako、Hanaoka Kenjiro、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 33 Pages: 523~529

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.2c00039

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular probes for fluorescence image-guided cancer surgery2022

    • Author(s)
      Ito Ren、Kamiya Mako、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Current Opinion in Chemical Biology

      Volume: 67 Pages: 102112~102112

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2021.102112

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a fluorescent probe library enabling efficient screening of tumour-imaging probes based on discovery of biomarker enzymatic activities2022

    • Author(s)
      Kuriki Yugo、Yoshioka Takafusa、Kamiya Mako、Komatsu Toru、Takamaru Hiroyuki、Fujita Kyohhei、Iwaki Hirohisa、Nanjo Aika、Akagi Yuki、Takeshita Kohei、Hino Haruaki、Hino Rumi、Kojima Ryosuke、Ueno Tasuku、Hanaoka Kenjiro、Abe Seiichiro、Saito Yutaka、Nakajima Jun、Urano Yasuteru
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 未定 Pages: 未定

    • DOI

      10.1039/D1SC06889J

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Rapid fluorescence imaging of human hepatocellular carcinoma using the β-galactosidase-activatable fluorescence probe SPiDER-βGal2021

    • Author(s)
      Ogawa Soichiro、Kubo Hidemasa、Murayama Yasutoshi、Kubota Takeshi、Yubakami Masayuki、Matsumoto Tatsuya、Yamamoto Yusuke、Morimura Ryo、Ikoma Hisashi、Okamoto Kazuma、Kamiya Mako、Urano Yasuteru、Otsuji Eigo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 17946

    • DOI

      10.1038/s41598-021-97073-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fluorescence Imaging Using Enzyme-Activatable Probes for Real-Time Identification of Pancreatic Cancer2021

    • Author(s)
      Takahashi Ryugen、Ishizawa Takeaki、Sato Masumitsu、Inagaki Yoshinori、Takanka Mariko、Kuriki Yugo、Kamiya Mako、Ushiku Tetsuo、Urano Yasuteru、Hasegawa Kiyoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Oncology

      Volume: 11 Pages: 714527

    • DOI

      10.3389/fonc.2021.714527

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A Novel Topical Fluorescent Probe for Detection of Glioblastoma2021

    • Author(s)
      Kitagawa Yosuke、Tanaka Shota、Kamiya Mako、Kuriki Yugo、Yamamoto Kyoko、Shimizu Takenori、Nejo Takahide、Hana Taijun、Matsuura Reiko、Koike Tsukasa、Yamazawa Erika、Kushihara Yoshihiro、Takahashi Satoshi、Nomura Masashi、Takami Hirokazu、Takayanagi Shunsaku、Mukasa Akitake、Urano Yasuteru、Saito Nobuhito
    • Journal Title

      Clinical Cancer Research

      Volume: 27 Pages: 3936~3947

    • DOI

      10.1158/1078-0432.CCR-20-4518

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] β-Galactosidase is a target enzyme for detecting peritoneal metastasis of gastric cancer2021

    • Author(s)
      Kubo Hidemasa、Murayama Yasutoshi、Ogawa Soichiro、Matsumoto Tatsuya、Yubakami Masayuki、Ohashi Takuma、Kubota Takeshi、Okamoto Kazuma、Kamiya Mako、Urano Yasuteru、Otsuji Eigo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Pages: 10664

    • DOI

      10.1038/s41598-021-88982-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Click反応を利用したLAT1発現がん細胞の蛍光イメージング技術の開発2022

    • Author(s)
      伊藤廉、神谷真子、浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] ProTide chemistryに基づく 新規カルボキシペプチダーゼ活性検出プローブの開発2022

    • Author(s)
      曽川マリー、栗木優五、神谷真子、浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] アミノペプチダーゼ活性を標的とした新規がん高集積型SPECTプローブの開発2022

    • Author(s)
      阿部篤生、神谷真子、大貫和信、藤井博史、浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会第142年会
  • [Presentation] オリジナル化学プロープの開発による迅速がん蛍光検出2021

    • Author(s)
      神谷真子
    • Organizer
      新規素材探索研究会
    • Invited
  • [Presentation] オリジナル化学プローブの創製による 生体分子イメージング2021

    • Author(s)
      神谷真子
    • Organizer
      第23回発動分子科学セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Chemical probes for cancer-associated enzymes for fluorescence imaging of cancer2021

    • Author(s)
      Mako Kamiya, Yasuteru Urano
    • Organizer
      Pacifichem2021
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Identifications and Utilization of Biomarker Glycosidases for Rapid and Clinical Fluorescence Imaging of Breast and Lung Cancer2021

    • Author(s)
      藤田恭平、神谷真子、中島淳、上尾裕昭、浦野泰照
    • Organizer
      第15回 日本分子イメージング学会学術集会
  • [Presentation] Identification and Utilization of Biomarker Glycosidases for Rapid and Sensitive Fluorescence Detection of Breast and Lung Cancer2021

    • Author(s)
      藤田恭平、神谷真子、中島淳、上尾裕昭、浦野泰照
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第15回年会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] がん細胞の蛍光イメージング技術2022

    • Inventor(s)
      浦野泰照、神谷真子、伊藤廉、藤田恭平
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人 東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-32958
  • [Patent(Industrial Property Rights)] カルボキシペプチダーゼ検出赤色蛍光プローブ2021

    • Inventor(s)
      浦野泰照、神谷真子、曽川マリー、久米春喜、山田大介
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人 東京大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      63/283580
    • Overseas

URL: 

Published: 2022-12-28  

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