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動物体内での低酸素環境の検出を目指した波長変化型近赤外蛍光プローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13J10749
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 生物分子科学
研究機関東京大学

研究代表者

朴 文  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード蛍光プローブ / 低酸素 / アゾ化合物 / ケミカルバイオロジー / 光増感剤
研究実績の概要

低酸素応答システムを解明するにあたり、生体内の低酸素環境を検出できる蛍光プローブの開発は非常に有用である。本研究ではこれまでに、アゾ基が低酸素環境下において還元されやすいことと、色素として無蛍光となることを利用した低酸素感受性蛍光プローブ群を開発した。
本年度では、これまでに開発した蛍光プローブ群の酸素濃度感受性が異なる要因に関して精査を行った。その結果、蛍光プローブの母核となる蛍光色素の骨格によってそれぞれの求電子性が異なっており、特に600 nm以上の領域に吸収・蛍光を持つ赤色・近赤外蛍光色素では求核剤によって求核攻撃されやすいことが分かった。蛍光プローブが求核攻撃を受けると、分子全体の共鳴系が切断された結果、還元されにくくなると共に、還元反応後に生じる蛍光色素も無蛍光性となり、全体として蛍光シグナルが低下する。そこで、立体的障害を付与した分子デザインを構築したところ、生体分子による求核攻撃に対して抵抗性が向上し、低酸素感受性が改善されてマイルドな低酸素環境に対しても応答することが確認された。
さらに、蛍光プローブの分子デザインを応用し、アゾ基の切断に伴い始めて一重項酸素生成能が生じる機能性光増感剤の開発研究を展開した。特定のターゲットを認識して一重項酸素生成能を発揮する機能性光増感剤は、光照射により標的細胞を殺傷することができることから、光線力学療法において有用なツールとなり得る。
本年度では機能性光増感剤の細胞殺傷能に関して精査した。その結果、常酸素環境下では細胞殺傷能を有さないのに対し、8%程度のマイルドな低酸素環境下に維持した状態で光照射を行ったところ、細胞死が観察され、腫瘍内のマイルドな低酸素環境下などで細胞殺傷を引き起こせることが期待される結果となった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (9件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Development of Azo-based Fluorescence Probes to Detect Different Levels of Hypoxia2013

    • 著者名/発表者名
      Wen Piao, Satoru Tsuda, Yuji Tanaka, Satoshi Maeda, Fengyi Liu, Shodai Takahashi, Yu Kushida, Toru Komatsu, Tasuku Ueno Takuya Terai, Toru Nakazawa, Masanobu Uchiyama, Keiji Morokuma, Tetsuo Nagano, KenjiroHanaoka
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 52 号: 49 ページ: 13028-13032

    • DOI

      10.1002/anie.201305784

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Azo-based Hypoxia-sensitive Fluorescent Probes with Different Oxygen Sensitivity2014

    • 著者名/発表者名
      Wen Piao, Tetsuo Nagano, Kenjiro Hanaoka
    • 学会等名
      International Chemical Biology Society 2013
    • 発表場所
      芝蘭会館(京都府)
    • 年月日
      2014-10-08
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Novel design strategy of fluorescence probes to detect hypoxia2014

    • 著者名/発表者名
      朴文、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • 学会等名
      37th Naito Conference
    • 発表場所
      北海道、日本
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of Fluorescence Probes to Detect Hypoxia and Their Applications2014

    • 著者名/発表者名
      朴文、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • 学会等名
      Gordon Research Conference 2014, Bioorganic Chemistry
    • 発表場所
      ボストン、アメリカ
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] DEVELOPMENT OF HYPOXIA-SENSITIVE FLUORESCENCE PROBES2014

    • 著者名/発表者名
      朴文、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • 学会等名
      3rd International Conference on Hydrogen Sulfide in Biology and Medicine
    • 発表場所
      京都、日本
    • 年月日
      2014-06-04 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 低酸素環境を検出する新規近赤外蛍光プローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      朴文、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • 学会等名
      第9回日本分子イメージング学会学術集会
    • 発表場所
      大阪、日本
    • 年月日
      2014-05-22 – 2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外光領域での観測が可能な低酸素感受性蛍光プローブの開発2014

    • 著者名/発表者名
      朴 文、花岡 健二郎、長野 哲雄、浦野 泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本市総合体育館(熊本県)
    • 年月日
      2014-03-29
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 生体内の低酸素環境を検出する蛍光プローブの開発2013

    • 著者名/発表者名
      朴 文、花岡 健二郎、長野哲雄
    • 学会等名
      第17回酸素ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      弘前大学(青森県)
    • 年月日
      2013-08-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 低酸素感受性蛍光プローブの開発とその生体応用2013

    • 著者名/発表者名
      朴 文、花岡 健二郎、長野 哲雄、浦野 泰照
    • 学会等名
      第8回日本分子イメージング学会学術集会
    • 発表場所
      横浜赤レンガ倉庫1号館(神奈川県)
    • 年月日
      2013-05-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Development of Azo-based Fluorescence Probes to Detect Hypoxia2013

    • 著者名/発表者名
      Wen Piao, Tetsuo Nagano, Kenjiro Hanaoka
    • 学会等名
      The First Asian Conference for "MONODUKURI" Strategy by Synthetic Organic Chemistry
    • 発表場所
      Southern Beach Hotel & Resort OKINAWA, Okinawa
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [産業財産権] 非対称Siローダミン及びロドールの合成2014

    • 発明者名
      長野哲雄、花岡健二郎、江川尭寛、串田優、沼澤宏治、明珍琢也、朴文
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-01-07
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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