2021 Fiscal Year Research-status Report
深部がん治療を志向する抗体-近赤外光色素複合体の開発
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21K18984
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
古田 弘幸 九州大学, 工学研究院, 教授 (40244157)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石田 真敏 九州大学, 工学研究院, 助教 (60706951)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| Keywords | 抗体 / ポルフィリン / 近赤外光 / 光アンケージ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、深部固形がんの治療において非侵襲的にアプローチ法として、近赤外光免疫治療法（NIR－PIT）に着目した光感受性増感薬剤の開発を目的としている。特に本手法の鍵となるモノクロナール抗体色素複合薬剤の開発において、光増感剤の光透過性の改善を指向して、細胞内光散乱が抑えられる波長1000 nm以上の第二近赤外（Second Near-infrared：NIR－II）光に応答する色素の開発を目指している。
研究計画初年度では、既存のシリコン含有フタロシアニンの代替色素として、研究者独自に開発したN-混乱ヘキサフィリンシリコン錯体色素を開発し、分光解析に基づいて構造同定に成功した。DFT計算より、中性構造体および鍵となる一電子還元体（ラジカルアニオン種）の電子構造を解析し、その結果に基づいて、類縁体であるシリコンおよびゲルマニウム、スズヘキサフィリン錯体の合成を達成した。NIR光吸収特性と同領域での光音響効果について評価し、モル吸光係数と信号強度の相関について見出した。
また、配位子空孔内に配位したシリコン錯体の安定性の向上を目指して、"NNNN"コアを2か所、有する三重縮環ポルフィリン二量体に着目し、効率合成法の検討を行い、得られた縮環二量体が、NIR-II光領域に比較的大きなモル吸光係数を持つ色素として機能することを見出した。環周辺部位にペンタフルオロフェニル基を導入することで、光安定性の向上および還元電位の著しい低下を達成し、光誘起還元反応性が期待される。
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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
本研究では、第二近赤外光を活用する特異な光反応性色素の創製およびモノクローナル抗体との複合化を目指しており、計画初年度において、研究の基盤化合物となるシリコンヘキサフィリン化合物の合成に成功し、さらに、当初予定になかった三重縮環ポルフィリン二量体を基盤としたNIR-II光吸収環状共役色素についても開発を達成し、大きな進展が見られた。ヘキサフィリン色素については、水溶性ナノ粒子中においての光安定性や光音響効果等の本研究遂行に必要な特性を持つなどの重要な知見が得られたと考えており、今後抗体部位とのコンジュゲートへの段階に向けて、計画的な研究展開が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
計画の初年度において、基盤色素であるNIR-II光吸収色素として二核シリコンヘキサフィリン類縁錯体の合成を達成しており、次年度では、基礎光物性のみならず、励起状態のダイナミック（励起状態吸収、失活寿命など）の解析や水溶性置換基の導入方法を確立することで、モノクローナル抗体との複合化に向けて合成アプローチの開発を目指す。また、別途合成した縮環ポルフィリン二量体についても、同様に水溶性置換基の導入により、新たな候補色素の設計指針の確立を目指す。これらの色素複合体の光反応性を探索することで、目的としているがん細胞の近赤外光免疫治療へとつながると期待される。
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