腫瘍細胞ターゲティング素子を目指した糖化ポルフィリンの分子設計と合成

• Project/Area Number: 11132101
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 覚知 豊次 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (80113538)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 重信 奈良女子大学, 理学部, 教授 (60011186)
• Project Period (FY): 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1999: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: 光線力学療法 / 腫瘍細胞 / マルトヘキサオース / ポルフィリン / 亜鉛錯体 / 一重項酸素 / HeLaの細胞

Research Abstract

光線力学療法における光感剤として、水溶性および特異的な腫瘍細胞への親和性を示す六糖(マルトヘキサオース)を1本鎖から4本鎖まで連結したポルフィリンの構造異性体を含む5種類の糖鎖連結ポルフィリンおよびその亜鉛鎖体を合成した。これらの化合物は非常に高い水溶性を示した。さらに、親疎水性のバランスをコントロールするために、マルトヘキサオシル基だけでなく、疎水性ユニットであるデシル基を有するポルフィリンの合成も行った。
これら糖連結ポルフィリンのDMSO中における一重項酸素(^1O_2)の発生効率をジフェニルイソベンゾフランの^1O_2による分解反応によって評価した結果、亜鉛錯体においては金属イオンによる重電子効果により、フリーベース体に比較して約2倍の発生効率を示した。
糖鎖連結ポルフィリンおよびその亜鉛鎖体の光毒性試験はHeLa細胞を用いたMTTアッセイ法により行った。薬剤(5μM,10μM)と細胞を2時間接触させた後8分間光照射を行った後の生細胞数を調べ、薬剤のみで光照射を行わない生細胞数を100%として化合物の光毒性を見積もった。その結果、マルトヘキサオース鎖を1本連結したポルフィリンおよびその亜鉛鎖体とマルトヘキサオースおよびデシル基をそれぞれ1本鎖づつ連結したポルフィリンにおいて著しい細胞数の減少が見られ、またその減少率は糖鎖の数が増加するに従って大きくなった。また、マルトヘキサオース鎖を2本連結したポルフィリンの構造異性体において細胞生存率に違いが見られたことより、光細胞毒性は化合物の化学構造に依存することが明らかにされた。これらの結果より、光細胞毒性は糖鎖の違いによる親疎水性のバランスおよびそれに伴う細胞への取り込みが重要であることが示唆された。また高い光細胞毒性及び水溶性を示す1本鎖連結のポルフィリンのPDT光増感剤としての有効性が示された。