Development of cancer cell-specific fluorescent probes targeting angiogenic factors

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05315
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37030:Chemical biology-related
• Research Institution: Shibaura Institute of Technology
• Principal Investigator: Hatano Akihiko 芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10333163)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福井 浩二 芝浦工業大学, システム理工学部, 教授 (80399807)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 血管新生 / チミジンホスホリラーゼ / 診断薬 / 蛍光色素 / 早期発見 / 非天然ヌクレオシド / 血管新生因子

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a diagnostic agent that marks cancer tissue with fluorescence. When cancer cells proliferate, they create new small blood vessels to draw in nutrients from nearby blood vessels. This phenomenon is called angiogenesis, and it occurs during the process of tumor growth. Thymidine phosphorylase is known to be involved in this angiogenesis factor. We developed a diagnostic agent that emits fluorescence when it undergoes a phospholysis catalyzed by thymidine phosphorylase. We succeeded in synthesizing three fluorescent base analogues that were substrates for thymidine phosphorylase.

Free Research Field

ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現在，癌の治療は手術療法，化学療法，放射線治療があるが，早期に発見して手術にて切除を行うことが肝心である。しかし，１）癌細胞と正常細胞の境界が分かりにくい（広範囲に切除する必要がある），２）病理検査を行なって術域や術式を決める必要があり，時間を要する（患者負荷が増加）。
癌細胞は無限増殖能を獲得しているため，正常細胞より栄養を欲するため，新しく血管を作る血管新生が行われる。申請者は，血管新生を活発に行っている部位をマーキングする診断薬の開発を行った。血管新生因子であるチミジンホスホリラーゼの活性に応じて蛍光が変化する化合物のデザインと合成を行った。