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2022 Fiscal Year Annual Research Report

2つの生体内刺激の同時検出を可能にする分子プローブの創製とがん幹細胞の悪性度評価

Publicly Offered Research

Project AreaSingularity biology
Project/Area Number 21H00424
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

三木 康嗣  京都大学, 工学研究科, 准教授 (60422979)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2023-03-31
Keywordsがん幹細胞 / 酵素 / プローブ / 蛍光
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、2022年度において(1) がん幹細胞と正常細胞の幹細胞を区別するためのdual応答性分子プローブの開発、(2) ピリジルイソキノリン骨格をもつdual応答性分子プローブの開発、の2点に取り組んだ。
2021年度において、がん細胞群中に含まれる未分化細胞であるがん幹細胞で過剰発現するアルデヒド脱水素酵素1(ALDH1)およびがん細胞で過剰発現するβ-ガラクトシダーゼの両方に応答した場合のみ発光する分子プローブCHO_βgalを開発した。2022年度において、我々が以前開発したALDH1応答性プローブであるC5S-Aを用いがん細胞、正常細胞を染色したところ、どちらの場合も細胞群中に含まれる幹細胞が可視化された。正常細胞にもALDH1を過剰発現する幹細胞が含まれるためである。一方、開発した分子プローブCHO_βgalを作用させたところ、正常細胞では発光する細胞は存在しなかったが、がん細胞では幹細胞のみが発光することを確認した。マウスを用いる実験の結果、in vivoおよびex vivoにおいてもがん幹細胞の多寡を識別できることを明らかにした。これらの結果は、開発したCHO_βgalが評価したいサンプルが正常組織を含むがん組織であったとしてもがん幹細胞の多寡を評価できる可能性を示唆している。本成果をまとめ、特許申請中である。
2022年度において、ピリジルイソキノリン骨格を含むdual応答性分子プローブの開発を進めた。生体内の活性酸素種とカルボキシエステラーゼ活性を同時に検出可能な分子プローブB-PiQ-Acを創製した。細胞内の過酸化水素およびカルボキシエステラーゼ活性に応答し発光する機能を有することを確認した。新たなdual応答性分子プローブの骨格として今後の展開が期待される。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (17 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (13 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Photoacoustic signal enhancement of Al- and Si-Phthalocyanines caused by photoinduced cleavage of water-soluble axial ligand2023

    • Author(s)
      Nogita Kohei、Miki Koji、Imaizumi Naoto、Oe Masahiro、Mu Huiying、Ohe Kouichi
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      Volume: 438 Pages: 114547~114547

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2023.114547

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] がん幹細胞検出のためのアルデヒド脱水素酵素1応答性蛍光プローブ2023

    • Author(s)
      三木康嗣,大江浩一
    • Journal Title

      日本分子イメージング学会機関誌

      Volume: 16 Pages: 8-16

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Steric Control in Activator‐Induced Nucleophilic Quencher Detachment‐Based Probes: High‐Contrast Imaging of Aldehyde Dehydrogenase 1A1 in Cancer Stem Cells2022

    • Author(s)
      Oe Masahiro、Suzuki Kanae、Miki Koji、Mu Huiying、Ohe Kouichi
    • Journal Title

      ChemPlusChem

      Volume: 87 Pages: 202200319

    • DOI

      10.1002/cplu.202200319

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] アルデヒド脱水素酵素応答性turn-on 型蛍光プローブを用いるがん幹細胞の可視化2022

    • Author(s)
      三木康嗣、麻植雅裕、鈴木叶瑛、山中大暉、植田誉志史、森泰生、岡本葵、船越洋平、南博信、大江浩一
    • Organizer
      日本分子イメージング学会 第16回総会・学術集会
  • [Presentation] 金属フタロシアニンを用いたGSH 応答性turn-on 型PAI/PTT 用セラノスティック剤の開発2022

    • Author(s)
      菅原嵩弥、野北康平、三木康嗣、大江浩一
    • Organizer
      日本分子イメージング学会 第16回総会・学術集会
  • [Presentation] 金属フタロシアニンを母骨格とする光音響プローブの光照射による軸配位子切断2022

    • Author(s)
      野北康平、三木康嗣、大江浩一
    • Organizer
      日本分子イメージング学会 第16回総会・学術集会
  • [Presentation] 求核性ヒドロキシ基をもつALDH1A1 応答性turn-on 型蛍光プローブによるがん幹細胞イメージング2022

    • Author(s)
      山中大暉、麻植雅裕、鈴木叶瑛、三木康嗣、大江浩一
    • Organizer
      日本分子イメージング学会 第16回総会・学術集会
  • [Presentation] pH- and Esterase-Responsive Photoluminescent Probe for Cell Imaging2022

    • Author(s)
      Wenting Huo, Ayako Suzuki, Koji Miki, Kouichi Ohe
    • Organizer
      日本分子イメージング学会 第16回総会・学術集会
  • [Presentation] Thiol-Selective Fluorogenic Probes Based on Vinyl-BODIPY Scaffold for Sensing Unfolded Proteins in Living Cells2022

    • Author(s)
      Huiying Mu, Koji Miki, Kouichi Ohe
    • Organizer
      日本分子イメージング学会 第16回総会・学術集会
  • [Presentation] 近赤外光による金属フタロシアニンの軸配位子脱離を利用するアクティベータブル光音響造影剤の開発2022

    • Author(s)
      野北康平、三木康嗣、大江浩一
    • Organizer
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] GSH応答性 turn-on型 PAI/PTT用セラノスティック剤の開発2022

    • Author(s)
      菅原嵩弥、野北康平、三木康嗣、大江浩一
    • Organizer
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
  • [Presentation] がん細胞可視化のための刺激応答性分子プローブの開発と応用2022

    • Author(s)
      大江浩一・麻植雅裕・HUO Wenting・三木康嗣・MU Huiying
    • Organizer
      有機合成化学研究所第37回講演会
  • [Presentation] 酵素活性と活性酸素種の検出を指向したデュアル応答性発光プローブの開発2022

    • Author(s)
      髙山公平 ・ 鈴木絢子 ・ Wenting Huo・ 森本崇 ・ Huiying Mu・ 三木康嗣 ・大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
  • [Presentation] アニオン性置換基を有する水溶性pH 応答型シアニン色素の開発2022

    • Author(s)
      Shuai Shao・ Huiying Mu・ 三木康嗣 ・ 大江浩一
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
  • [Presentation] ニッケルフタロシアニンを用いたGSH応答性 turn-on型セラノスティック剤の開発2022

    • Author(s)
      菅原 嵩弥 ・ 野北 康平 ・ 三木 康嗣 ・ 大江 浩一
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
  • [Presentation] アルデヒド脱水素酵素のisoform識別を指向したシアニン色素の開発2022

    • Author(s)
      三木 康輝・山中 大輝・Huiying Mu・三木 康嗣・大江 浩一
    • Organizer
      日本化学会第103春季年会
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 1.特定条件下で発光する化合物、および、該化合物を用いたがん幹細胞の検出方法2022

    • Inventor(s)
      三木康嗣,麻植雅裕,鈴木叶瑛,フゥイイン ムー,大江浩一,他3名
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人京都大学、国立大学法人東海国立大学機構
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2022-211614

URL: 

Published: 2023-12-25  

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