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2014 Fiscal Year Annual Research Report

癌細胞上での革新的化学合成と非侵襲的イメージングの融合による癌転移の可視化と制御

Research Project

Project/Area Number 23681047
Research InstitutionThe Institute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

田中 克典  独立行政法人理化学研究所, 田中生体機能合成化学研究室, 准主任研究員 (00403098)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywordsアザ電子環状反応 / 糖鎖 / 天然 / プローブ / タンパク質 / 蛍光 / イメージング / 糖タンパク質
Outline of Annual Research Achievements

平成26年度では、3年間の研究成果を基に、さらにタンパク質や細胞への糖鎖導入を精査したところ、様々な分子に展開可能なより汎用的な手法を実現した。すなわち、アザ電子環状反応を起こす基質である共役アルデヒドに対して、歪んだ8員環アセチレンを導入した。一方、平成25年度に実現した天然糖鎖誘導体にアジド基を導入した分子を調製した。これら共役アルデヒドと天然糖鎖誘導体を歪み解消のクリック反応により結合したのち、溶液をそのままタンパク質や細胞に対して作用させたところ、速やかに糖鎖を複合化させることに成功した。平成24年度に開発した二重電子環状反応を使用する方法よりも遥かに効率的であり、さらに極微量(マイクログラム程度)のサンプルにも十分対応できる。これまでに報告されている中で最も効率的な糖鎖複合化法であり、また、本法はPETポジトロン放出核種である68Ga-DOTAの標識にも展開できた。細胞のPETを行うための初めての効率的な標識法を開発することに成功した。
一方、動物内の癌細胞への直接的な糖鎖導入や標識を試みるために、癌細胞に過剰発現するαVβ3インテグリンリガンドを利用した、電子環状反応による分子複合化反応を検討した。すなわち、まずリガンドとなる環状RGDyKペプチドに対してアセチレン部分を導入した後、歪み解消クリック反応により、共役アルデヒド部分へと結合させた。種々細胞を用いて電子環状反応を検討した結果、αVβ3インテグリンを過剰発現しないHep3B細胞では、細胞表面への分子導入が認められなかったのに対して、過剰発現するRAW264.7細胞では、その表面に対して効率的に分子を複合化することができた。動物内などの生体分子の夾雑物が存在する中でも糖鎖複合化や標識化を実現できる可能性を得た。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (34 results)

All 2015 2014 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (23 results) (of which Invited: 12 results) Book (4 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Chemical Glycan Conjugation Controls the Biodistribution and Kinetics of Proteins in Live Animals2015

    • Author(s)
      A. Ogura, A. Kurbangalieva, K. Tanaka
    • Journal Title

      Mini Rev. Med. Chem.

      Volume: 14 Pages: 1072-1077

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 生体内合成化学治療を実現する~動物内で生理活性分子を全合成~2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Journal Title

      生命化学研究レター「研究紹介」

      Volume: 46 Pages: 15-20

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 有機合成化学を起点とするものづくり戦略:特別企画講演 趣意説明2015

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日大理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-26
    • Invited
  • [Presentation] Therapeutic in vivo synthetic chemistry: Synthetic studies of bioactive compounds in live mouse2015

    • Author(s)
      Ambara R. Pradipta, Kazuki Tsubokura, Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日大理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-26
    • Invited
  • [Presentation] 6π-アザ電子環状反応による生細胞表面の汎用的なワンポット蛍光ラベル化2015

    • Author(s)
      小椋章弘、田中克典
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日大理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-26
  • [Presentation] 弱い糖鎖相互作用を利用した逆転の発想による高選択的な細胞標的戦略2015

    • Author(s)
      泰地美沙子、今牧理恵、木塚康彦、北爪しのぶ、谷口直之、田中克典
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      日大理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-26
  • [Presentation] Therapeutic in vivo synthesis by glycocarriers2015

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      249th ACS National Meetings 受賞講演
    • Place of Presentation
      ACS, Denver CO., USA
    • Year and Date
      2015-03-22 – 2015-03-22
    • Invited
  • [Presentation] Therapeutic In Vivo Synthetic Chemistry: Synthesis of Bioactive Compounds in Live Animals2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      ICCEOCA-9/NICCEOCA
    • Place of Presentation
      Eastin Hotel Petaling Jaya, Malaysia
    • Year and Date
      2014-12-02 – 2014-12-02
    • Invited
  • [Presentation] Therapeutic In Vivo Synthetic Chemistry by Glycocarriers2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      SFG-JSCR Joint Meeting 2014
    • Place of Presentation
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, USA
    • Year and Date
      2014-11-16 – 2014-11-16
    • Invited
  • [Presentation] Functional analyses of a novel type of CA19-9 carrier molecules in micro lipid membrane2014

    • Author(s)
      Tomomi Minehira, Naofumi Uozumi, Hitomi Asazawa, Atsuku Sawanobori, Shinji Takamatsu, Yoshihiro Kamada, Katsunori Tanaka, Koichi Fukase, Eiji Miyoshi
    • Organizer
      SFG-JSCR Joint Meeting 2014
    • Place of Presentation
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, USA
    • Year and Date
      2014-11-16 – 2014-11-16
  • [Presentation] Sweet Role of Platelet Endothelial Cell Adhesion Molecule (PECAM) in Understanding Angiogenesis2014

    • Author(s)
      Shinobu Kitazume, Rie Imamaki, Ayako Kurimoto, Kazuko Ogawa, Masaki Kato, Yoshiki Yamaguchi, Katsunori Tanaka, Hideharu Ishida, Hiromune Ando, Makoto Kiso, Noritaka Hashii, Nana Kawasaki, Naoyuki Taniguchi
    • Organizer
      SFG-JSCR Joint Meeting 2014
    • Place of Presentation
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, USA
    • Year and Date
      2014-11-16 – 2014-11-16
  • [Presentation] 診断と治療を指向した糖鎖複合体のイメージング2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      新規医療イノベーションのためのシンポジウム
    • Place of Presentation
      大阪大学会館 豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • Year and Date
      2014-11-11 – 2014-11-11
    • Invited
  • [Presentation] Improved Pre-targeting Strategy for Molecular Imaging: Synergistic Effects by Strong Interaction of Peptides and Weak Interaction of Glycans2014

    • Author(s)
      Misako Taichi, Rie Imamaki, Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Naoyuki Taniguchi, Katsunori Tanaka
    • Organizer
      第51回ペプチド討論会
    • Place of Presentation
      徳島大学大塚講堂(徳島県徳島市)
    • Year and Date
      2014-10-22 – 2014-10-24
  • [Presentation] 生体内合成化学治療2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      早稲田ー理研合同ミニシンポジウム
    • Place of Presentation
      軽井沢早稲田大学セミナーハウス(長野県軽井沢)
    • Year and Date
      2014-10-12 – 2014-10-12
    • Invited
  • [Presentation] Therapeutic In Vivo Synthetic Chemistry: Synthesis of Bioactive Compounds in Live Animals2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      Swiss-Japanese Chemical Biology Symposium 2014
    • Place of Presentation
      University of Bern, Bern, Switzerland
    • Year and Date
      2014-10-02 – 2014-10-02
    • Invited
  • [Presentation] 単分子糖鎖の弱い相互作用を有効に活用した高選択的イメージング2014

    • Author(s)
      泰地美沙子、今牧理恵、北爪しのぶ、谷口直之、田中克典
    • Organizer
      第33回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学豊田講堂(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-08-10 – 2014-08-12
  • [Presentation] 糖鎖の化学的ワンポット複合化法と動物個体内での動態解析2014

    • Author(s)
      小椋章弘、田原強、野崎聡、森本浩二、木塚康彦、北爪しのぶ、渡辺恭良、谷口直之、田中克典
    • Organizer
      第33回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学豊田講堂(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-08-10 – 2014-08-12
  • [Presentation] コアフコース及びバイセクティンググルコサミン含有N-結合型糖鎖の化学合成2014

    • Author(s)
      長崎政裕、源直也、真鍋良幸、田中克典、深瀬浩一
    • Organizer
      第33回日本糖質学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学豊田講堂(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-08-10 – 2014-08-12
  • [Presentation] Therapeutic In Vivo Synthetic Chemistry: Total Synthesis of Bioactive Compounds in Live Animals2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      CCS-CSJ Forum 2014
    • Place of Presentation
      Peking University, Peking, China
    • Year and Date
      2014-08-05 – 2014-08-05
    • Invited
  • [Presentation] 生体内合成治療 ~生きている動物内での合成研究~2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      FIBER未来大学 Lectures in NanoBioNow Series
    • Place of Presentation
      神戸学院大学ポートアイランドキャンパス(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2014-07-29 – 2014-07-29
    • Invited
  • [Presentation] One-pot Glycan Conjugation to Protein via Azaelectrocyclization: Dynamics Analysis of Neoglycoproteins in Live Animal2014

    • Author(s)
      Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
    • Organizer
      20th International Conference on Organic Synthesis
    • Place of Presentation
      ELTE Congress Centre, Budapest, Hungary
    • Year and Date
      2014-06-29 – 2014-07-04
  • [Presentation] 有機合成反応から開拓する天然物ケミカルバイオロジーの新戦略2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー」第6回公開シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学 坂田・平田ホール(愛知県名古屋市)
    • Year and Date
      2014-05-29 – 2014-05-29
    • Invited
  • [Presentation] Exploring Overlooked Chemistry and Biology of Unsaturated Imines towards In Vivo Glycan Dynamics and Polyamine Functions2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Organizer
      RIKEN-Max Planck Joint Research Center for Systems Chemical Biology, 3rd Annual Symposium
    • Place of Presentation
      Schloss Ringberg, Munchen, Germany
    • Year and Date
      2014-05-23 – 2014-05-23
    • Invited
  • [Presentation] Chemical Introduction of Glycans Precisely Controls the Protein Dynamics and Accumulation in Live Animals2014

    • Author(s)
      Akihiro Ogura, Tsuyoshi Tahara, Satoshi Nozaki, Yasuyoshi Watanabe, Koji Morimoto, Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Naoyuki Taniguchi, Katsunori Tanaka
    • Organizer
      第3回理研-ソウル大学ワークショップ
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • Year and Date
      2014-04-21 – 2014-04-22
  • [Presentation] Drug delivery via therapeutic in vivo synthesis2014

    • Author(s)
      Kenward Vong, Katsunori Tanaka
    • Organizer
      第3回理研-ソウル大学ワークショップ
    • Place of Presentation
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • Year and Date
      2014-04-21 – 2014-04-22
  • [Book] 有機合成実験法ハンドブック 第2版, 第11章 クロマトグラフィーによる分析と分取2014

    • Author(s)
      土川博史, 田中克典
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      丸善出版
  • [Book] 有機合成実験法ハンドブック 第2版, 第12章 機器分析による分析2014

    • Author(s)
      土川博史, 難波康祐, 中尾佳亮, 田中克典
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      丸善出版
  • [Book] 「糖鎖の新機能開発・応用ハンドブック~創薬・医療からヘルスケアまで」, 第4編 糖鎖の工学-合成・機能 第1章 4-1. 固相合成2014

    • Author(s)
      田中克典
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
  • [Book] ファインケミカルシリーズ「クリックケミストリー -基礎から実用まで-」、第23章 アザ電子環状反応, Staudinger Ligation2014

    • Author(s)
      深瀬浩一, 田中克典
    • Total Pages
      -
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Remarks] 田中生体機能合成化学研究室

    • URL

      http://www.riken.jp/research/labs/associate/biofunct_synth_chem/

  • [Remarks] 田中生体機能合成化学研究室オリジナルホームページ

    • URL

      http://www.riken.jp/nori-tanaka-lab/

  • [Remarks] 田中克典准主任研究員が米国化学会Horace S. Isbell Awardを受賞

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/topics/2014/20141023_2/

  • [Remarks] 田中克典准主任研究員が米国化学会Horace S. Isbell Awardを受賞

    • URL

      http://carb.sites.acs.org/divisionawards.html

  • [Remarks] 理研ニュース (No.405 March 2015)

    • URL

      http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/publications/news/2015/rn201503.pdf

URL: 

Published: 2016-06-01  

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