Design, Synthesis, and Biological Application of in vivo Imaging Probes

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 25220207
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Chemical biology
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Kikuchi Kazuya 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70292951)
• Research Collaborator: HORI Yuichiro ; SUGIHARA Fuminori ; MINOSHIMA Masafumi
• Project Period (FY): 2013-05-31 – 2018-03-31
• Keywords: in vivoイメージング / 化学プローブ / 分子イメージング / MRI / 破骨細胞

Outline of Final Research Achievements

In this study, we designed and synthesized functional chemical probes for visualization of physiological phenomena in living animals. (1) We developed highly sensitive 19F MRI nanoprobes composed of perfluorocarbon-encapsulated silica nanoparticles. We used the nanoprobes for visualization of tumor tissue, detection of enzyme activity, and multicolor imaging. (2) We developed pH-responsive fluorescent probes for imaging acidic pH regions in bone tissue during osteoclastic bone resorption. The real-time images revealed actual behaviors of activated osteoclasts in living mice.
These functional molecular probes provide new tools for analyzing dynamics and function of biomolecules in vivo.

Free Research Field

ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した化学プローブは、生きた動物個体内で起こる細胞や分子の機能を理解するための有用なツールとなりうる。特に、19F MRIを利用した生体深部における酵素活性の検出や、破骨細胞によって骨が溶解する様子は本研究で開発した化学プローブによって初めて観察できたものである。これらの化学プローブを用いて、動物個体内での生理機能や薬剤に対する応答の詳細な解析が今後期待できる。