2016 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of the photodiagnosis for cancer using small molecule metabolism elucidation in cancer cells
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26430141
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小倉 俊一郎 東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90343160)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 光線力学診断 / アミノレブリン酸 / ポルフィリン / 鉄代謝 / 薬剤排出トランスポーター / 低酸素 / 休眠癌細胞 / 癌幹細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
癌患者にアミノレブリン酸（ALA）を投与することにより腫瘍特異的に蓄積するポルフィリンを利用した癌の光線力学診断が広く用いられているが、その詳細な蓄積機構は明らかとされていない。そこで本研究では癌におけるこれらの代謝異常の全容を明らかとすることを目的とした。
一年目と二年目では代謝異常に関する分子の中で中心的と思われるトランスポーターの同定を行った。その結果、従来関連が認められていたPEPT1やABCG2の他にABCB6が新たにポルフィリン前駆体排出トランスポーターとして機能していることが明らかとなった。さらに鉄イオン代謝の影響も詳しく調べた。その結果、ポルフィリンに挿入される鉄イオン濃度がポルフィリン蓄積に大きな影響を与えていることが分かった。さらに鉄イオン濃度をコントロールすることによって腫瘍選択性が向上し、診断精度が上がることを明らかとした。
本年度はこれまでに得られた知見を基に特殊環境にある難治療性の癌に対する診断法の確立を行った。具体的には①低酸素下における癌ならびに②多剤耐性能を持つ休眠癌細胞・癌幹細胞への適応を検討した。①低酸素下における癌は、通常酸素下と比較してポルフィリン代謝能が大きく異なることを示した。特にポルフィリン酸化酵素が重要な役割を担っていることを示し、酸素代謝をコントロールすることによってポルフィリン蓄積量を増加させ、診断効率をあげることに成功した。また、②休眠癌細胞・癌幹細胞においては上述のような鉄イオンのコントロールによって従来困難であった休眠癌細胞・癌幹細胞の可視化に成功した。具体的にはキレーターを用いた腫瘍内の鉄量を下げる方法論を採用している。以上のように本研究では生化学的基礎検討を通して、従来では困難であった特殊環境下における癌の光線力学診断に成功しており、十分な成果をあげていると言える。
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[Journal Article] Coating lanthanide nanoparticles with carbohydrate ligands elicits affinity for HeLa and RAW264. 7 cells, enhancing their photodamaging effect2017
Author(s)
Takashi Kanamori, Takashi Sawamura, Tatsumi Tanaka, Izumi Sotokawa, Ryota Mori, Kotaro Inada, Akihiro Ohkubo, Shun-ichiro Ogura, Yasutoshi Murayama, Eigo Otsuji and Hideya Yuasa
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Journal Title
Bioorganic & Medicinal Chemistry
Volume: 25
Pages: 743-749
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Photodynamic detection of peritoneal metastases using 5-aminolevulinic acid (ALA)2017
Author(s)
Yutaka Yonemura, Yoshio Endo, Emel Canbay, Yang Liu, Haruaki Ishibashi, Akiyoshi Mizumoto, Masamitu Hirano, Yuuki Imazato, Nobuyuki Takao, Masumi Ichinose, Kousuke Noguchi, Yan Li, Satoshi Wakama, Kazuhiro Yamada, Koutarou Hatano, Hiroshi Shintani, Hiroyuki Yoshitake and Shun-ichiro Ogura
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Journal Title
Cancers
Volume: 9
Pages: 23
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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