2021 Fiscal Year Research-status Report
複合刺激応答型金属錯体に立脚した選択的抗がん剤の開発
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20K05456
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平原 将也 大阪工業大学, 工学部, 准教授 (90609835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上北 尚正 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (50373402)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 抗がん剤 / ルテニウム / 光反応 / 配位子交換反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
抗がん剤の開発において、副作用を抑え、かつがん細胞選択的な抗がん剤を開発することは喫緊の課題である。近年では、シスプラチンにかわる抗がん剤の候補として、金属錯体の光配位子交換反応を利用した光駆動型の抗がん剤の報告があるが、正常細胞とがん細胞を見分ける機構は本質的に備わっていない。
本研究課題では正常細胞とがん細胞の間のpHの違いに着目し、細胞のｐHの違いと光反応性を組み合わせた新奇な抗がん剤の開発を目指した。細胞選択的な光駆動型抗がん剤を開発でするため、近年我々が見出した、脱プロトン化によって配位子の光解離が劇的に変化するルテニウムピラゾール錯体を研究対象とした。
本課題３つの研究ステージからなり、[1]一連のルテニウムピラゾール錯体を合成し、[2]水溶液中での光反応性を評価した後、[3]細胞に対する抗がん活性の評価を行うという３つのステージで、研究分担者と密に連携して研究を展開した。
研究初年度である2020年度は、錯体の合成、光反応性および抗がん活性を評価した。得られた錯体は、がん細胞を用いて光駆動型の抗がん剤としての評価を行った。この結果、一部の錯体の抗がん活性はシスプラチンをも上回ることが確認された。
2021年度は錯体の光配位子置換反応のpH依存性を主として研究代表者が行い。抗がん剤存在下でがん細胞のアポトーシスについて分担者と共同で研究を行った。
錯体の光配位子置換反応を研究する中で、ルテニウムピラゾール錯体は特異な分子内水結合によって、非プロトン性溶媒中では特異な逐次的光配位子置換反応を示すことを見出し、論文にまとめた。また、長鎖アルキル鎖を有するルテニウムアクア錯体の研究を行う中で、シクロデキストリンのようなホスト分子が刺激応答性ルテニウム錯体のキャリアとしてふるまうことができ、ドラッグデリバリーへの応用か可能となるシーズを得ることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
分子内水素結合を有するルテニウム錯体の抗がん活性を調査するために、電子吸引性の置換基を導入したルテニウムピラゾール錯体を用い、肺がん細胞A549に対する抗がん活性を調べた。この結果いずれの錯体も光照射によって抗がん活性が上昇した。A549 に対するIC50を調べたところ、一部の錯体のIC50は金属錯体由来の抗がん剤として知られるシスプラチンより二桁小さく、高い抗がん活性があることが分かった。また、がん細胞は主としてアポトーシスを起こしていることが分かった。追加実験により本研究で用いた錯体の高い抗がん活性は、高い光反応性と細胞膜透過性に起因していると考えられる。２０２１年度は着実にデータは蓄積できているものの、2021年度から代表者の所属が変更となったこと、およびコロナ禍により出張が難しくなったため、研究分担者との共同実験する機会が減少していることは否めない。
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| Strategy for Future Research Activity |
ピラゾール錯体を用いた抗がん剤の系はデータがほぼ蓄積できているので2022年度中に論文の投稿を目指す。また、本研究の派生研究から、シクロデキストリンをドラッグキャリアとした刺激応答性ルテニウム錯体の抗がん活性への活用が期待できる。抗がん剤以外にも分子内水素結合をもつ金属錯体をカギとした、多核錯体合成、触媒反応への展開を目指す。現状本課題をシーズとしたいくつかの研究が萌芽しつつある。2022年度は、抗がん剤関連の論文を投稿することを第一目標としつつも本課題から派生したシーズ研究の成長を促したいと考えている。コロナ禍の中で2021年度のように移動が規制されていたが、2022年度は共同研究が推進できることを期待したい。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由：年度末に別予算で科研費購入予定の消耗品を購入したため
使用計画：主としてガラス器具及び試薬を購入する。
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