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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Creation of agents that selectively photo-degrade certain proteins and oligosaccharides and its application to control of cell functions

Research Project

Project/Area Number 26282212
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

戸嶋 一敦  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (60217502)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords光分解 / アントラキノン / シアリルルイスA / ハイブリッド / がん細胞 / 抗体
Outline of Annual Research Achievements

糖鎖は、核酸、タンパクに次ぐ、「第三の生命鎖」と呼ばれ、恒常的な生命現象や疾病に深く関与している。そのため、特定の標的糖鎖に対して特異的に相互作用し、その機能を精密に制御する人工生体機能分子の創製は、ポストゲノム研究における重要な研究課題である。これまでに当研究室では、標的糖鎖と選択的に相互作用する認識分子(レクチン、ボロン酸、及び超分子)と、人体に害の無い光照射下、糖鎖を光分解することが当研究室で見出されたアントラキノン(AQ)を連結したハイブリッド分子が、標的糖鎖を選択的に光分解することを見出している。
そこで本研究では、糖鎖認識分子として、標的糖鎖を高い親和性と特異性で認識するモノクローナル抗体に着目し、その抗体に対してAQ分子を付与したAQ-抗体ハイブリッドのデザイン、合成、及び機能評価を行った。標的糖鎖として、がんの転移に深く関与し、腫瘍マーカーとしても利用されているシアリルルイスA (sLea)糖鎖を選択した。また、sLeaを選択的に光分解するためのハイブリッド分子として、sLeaのモノクローナル抗体CA19-9-203 (1)に対して、複数のAQ分子を付与したAQ-抗体ハイブリッド2をデザイン、合成した。次に、2の、標的糖鎖sLeaを有するHSA-sLea 3に対する抗原認識能を評価した結果、2が、1と同程度の結合定数を有することを見出した。さらに、2が、光照射下、HSA-sLea 3を選択的かつ効果的に光分解することを見出した。さらに、2の各種がん細胞に対する細胞毒性を評価した結果、2が、sLea非発現細胞である肝がん細胞HuH-7及び子宮頸がん細胞HeLaに対して、光照射下においても、細胞毒性を発現しないのに対し、sLea過剰発現細胞である上皮癌細胞A341及び大腸がん細胞WiDrに対して、光照射依存的な細胞毒性を発現することを初めて見出した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (9 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Target-selective Photo-degradation of a Sialyl Lewis a (sLea) Conjugate and Photo-cytotoxicity Against sLea Positive Cancer Cells Using an Anthraquinone-antibody Hybrid2016

    • Author(s)
      D. Takahashi, T. Nagao, S. Sotokawa, K. Toshima
    • Journal Title

      Medicinal Chemistry Communications

      Volume: 7 Pages: 1224-1228

    • DOI

      10.1039/C6MD00167J

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Total Synthesis of Aquayamycin2016

    • Author(s)
      S. Kusumi, H. Nakayama, T. Kobayashi, H. Kuriki, Y. Matsumoto, D. Takahashi, K. Toshima
    • Journal Title

      Chemistry - A European Journal

      Volume: 22 Pages: 18733-18736

    • DOI

      10.1002/chem.201604697

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 還元糖を選択的に光分解するアントラキノン-ヒドラジドハイブリッドの創製とAGEs生成阻害への応用2017

    • Author(s)
      高城美智、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 (神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] セラノスティクスを指向したROS応答型蛍光分子-光感受性分子ハイブリッドの合成と機能評価2017

    • Author(s)
      高木亮馬、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      應義塾大学 (神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] 光感受性分子-糖ハイブリッドによるグリコシダーゼの選択的光分解2017

    • Author(s)
      奥山真衣、高橋大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本化学会第97春季年会
    • Place of Presentation
      應義塾大学 (神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-19
  • [Presentation] Target-selective Photo-Degradation of AFP-L3 and Selective Photo-Cytotoxicity Against HuH-7 Hepatocarcinoma Cells Using An Anthraquinone-PhoSL Hybrid2016

    • Author(s)
      M. Okuyama, H. Ueno, Y. Kobayashi, H. Kawagishi, D. Takahashi, K. Toshima
    • Organizer
      4th National Tsing Hua University / Keio University Bilateral Symposium of Advanced Chemistry
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学(神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-12 – 2016-07-12
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アントラキノン-ヒドラジドハイブリッドによる還元糖の選択的光分解とAGEs 生成阻害への応用2016

    • Author(s)
      高城美智、高橋 大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第11 回年会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府、京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15 – 2016-06-17
  • [Presentation] 光制御型酵素を指向したアントラキノン-酵素-ペプチドベクターハイブリッド分子の創製2016

    • Author(s)
      外川翔太、高橋 大介、戸嶋一敦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第11 回年会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府、京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15 – 2016-06-17
  • [Remarks] http://www.applc.keio.ac.jp/~toshima/index.html

URL: 

Published: 2018-01-16  

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