細胞表面での強・弱リガンド複合化による高選択的ターゲティング法

• 研究課題/領域番号: 16K13104
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 田中 克典 国立研究開発法人理化学研究所, 田中生体機能合成化学研究室, 主任研究員 (00403098)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 生体分子 / 糖鎖 / 細胞 / 認識 / 有機化学

研究成果の概要

生体内に多数存在する細胞群から、特定の細胞だけを高度に見分ける新手法の開発は重要である。報告者は、細胞表面の受容体に対するペプチド分子の「強い」相互作用と糖鎖の「弱い」相互作用を同時に働かせ、さらに両リガンド分子同士を細胞表面で選択的に化学結合させることにより、標的の細胞を選択的に見分ける手法を検討した。本課題では、インテグリンが高発現する数種類のがん細胞に対して、インテグリンのリガンドペプチドと様々な種類の糖鎖とのコンビネーションを用いて区別することを試みた。その結果、各細胞に特徴的な糖鎖リガンドを見出し、がん細胞を効率的に区別することができた。

研究成果

• [国際共同研究] Kazan Federal University(カザン連邦大学)(ロシア連邦)
• [雑誌論文] Convergent synthesis of a bisecting GlcNAc-containing N-glycan (2018)
  • 著者名/発表者名: Manabe Yoshiyuki、Shomura Hiroki、Minamoto Naoya、Nagasaki Masahiro、Takakura Yohei、Tanaka Katsunori、Silipo Alba、Molinaro Antonio、Fukase Koichi
  • 雑誌名: Chemistry - An Asian Journal 巻: 印刷中 号: 12 ページ: 1544-1551
  • DOI: 10.1002/asia.201800367
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bis[N,N′-(2-indanolyl)]-1,5-diazacyclooctane as Unique Metal Ligand: Self-Assembly of Palladium Nanoparticles and Catalytic Reactivity on C?C Bond Formation (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Katsunori、Fujiki Katsumasa
  • 雑誌名: Synthesis 巻: 50 号: 05 ページ: 1097-1104
  • DOI: 10.1055/s-0036-1590956
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A One-Pot Three-Component Double-Click Method for Synthesis of [67Cu]-Labeled Biomolecular Radiotherapeutics (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Fujiki, S. Yano, T. Ito, Y. Kumagai, Y. Murakami, O. Kamigaito, H. Haba, K. Tanaka
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] What is medicinal chemistry? -Demystifying a rapidly evolving discipline!, MedChemComm opinion piece, “What is medicinal chemistry?” (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Y. L. Holbrook, S. Garneau-Tsodikova
  • 雑誌名: MeMed. Chem. Commun. 巻: 8 号: 9 ページ: 1739-1741
  • DOI: 10.1039/c7md90030a
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of spermine-derived AGEs on oxidative stress and polyamine metabolism (2017)
  • 著者名/発表者名: A. Tsutsui, A. R. Pradipta, S. Kitazume, N. Taniguchi, K. Tanaka
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 15 号: 32 ページ: 6720-6724
  • DOI: 10.1039/c7ob01346a
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] In-situ ligation of high- and low-affinity ligands to cell surface receptors enables highly selective recognition (2017)
  • 著者名/発表者名: M. Taichi, S. Nomura, I. Nakase, R. Imamaki, Y. Kizuka, F. Ota, N. Dohmae, S. Kitazume, N. Taniguchi, K. Tanaka
  • 雑誌名: Adv. Sci. 巻: - 号: 11 ページ: 1700147-1700147
  • DOI: 10.1002/advs.201700147
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Simple Gd3+-Neu5NAc complexation results in NMR chemical shift asymmetries of structurally equivalent complex-type N-glycan branches (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Usachev, Y. Yamaguchi, M. Takamatsu, N. Pavlova, V. Klochkov, A. Kurbangalieva, T. Murase, T. Shimoda, K. Tanaka
  • 雑誌名: Analyst 巻: 142 号: 16 ページ: 2897-2900
  • DOI: 10.1039/c7an00817a
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cancer cell targeting driven by selective polyamine reactivity with glycine propargyl esters (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Vong, K. Tsubokura, Y. Nakao, T. Tanei, S. Noguchi, S. Kitazume, N. Taniguchi, K. Tanaka
  • 雑誌名: Chem. Commun. 巻: 53 号: 60 ページ: 8403-8406
  • DOI: 10.1039/c7cc01934c
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reactivity of anti-HNK-1 antibodies to branched O-mannose glycans associated with demyelination (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Sakuda, Y. Kizuka, Y. Yamaguchi, K. Tanaka, K. Ogiwara, T. Segawa, Y. Hagiwara, I. Matsuo, H. Ogawa, N. Taniguchi, S. Kitazume
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 487 号: 2 ページ: 450-456
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.04.085
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Highly reactive “RIKEN click” probe for glycoconjugation on lysines (2017)
  • 著者名/発表者名: R. Sibgatullina, K. Fujiki, T. Murase, T. Yamamoto, T. Shimoda, A. Kurbangalieva, K. Tanaka
  • 雑誌名: Tetrahedron Lett. 巻: 印刷中 号: 20 ページ: 1929-1933
  • DOI: 10.1016/j.tetlet.2017.03.081
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo gold complex catalysis within live mice (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Tsubokura, K. K. H. Vong, A. R. Pradipta, A. Ogura, S. Urano, T. Tahara, S. Nozaki, H. Onoe, Y. Nakao, R. Sibgatullina, A. Kurbangalieva, Y. Watanabe, K. Tanaka
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 56 号: 13 ページ: 3579-3584
  • DOI: 10.1002/anie.201610273
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sequential double “clicks” toward structurally well-defined heterogeneous N-glycoclusters: The importance of cluster heterogeneity on pattern recognition in vivo (2017)
  • 著者名/発表者名: L. Latypova, R. Sibgatullina, A. Ogura, K. Fujiki, A. Khabibrakhmanova, T. Tahara, S. Nozaki, S. Urano, K, Tsubokura, H. Onoe, Y. Watanabe, A. Kurbangalieva, K. Tanaka
  • 雑誌名: Adv. Sci. 巻: 4 号: 2 ページ: 1600394-1600394
  • DOI: 10.1002/advs.201600394
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chemically synthesized glycoconjugates on proteins: Effects of multivalency and glycoform in vivo (2016)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 14 号: 32 ページ: 7610-7621
  • DOI: 10.1039/c6ob00788k
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] ペプチドと糖鎖の協奏的な相互作用による選択的な細胞認識 (2018)
  • 著者名/発表者名: 野村昌吾、田中克典
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会、日本大学理工学部船橋キャンパス（千葉県船橋市）
• [学会発表] 有機合成化学を起点とするものづくり戦略：趣意説明 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 日本化学会第98春季年会 特別企画 有機合成化学を起点とするものづくり戦略、日本大学理工学部船橋キャンパス（千葉県船橋市）
  • 招待講演
• [学会発表] 糖鎖パターン認識DDSを基盤とする生体内合成化学治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 2017年度 生命科学系学会合同年次大会（ConBio2017）【ワークショップ】 新規分子骨格・ナノ材料で挑む細胞ターゲティングのためのネオ・レクチン分子創出戦略、神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 招待講演
• [学会発表] 生体内合成化学治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 大塚合成シンポジウム、大塚製薬株式会社創薬化学研究所（徳島県徳島市）
  • 招待講演
• [学会発表] Therapeutic in vivo synthetic chemistry (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Transformative Bio-Molecules (ISTbM-5), Nagoya Univ.(Nagoya, Aichi)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Therapeutic in vivo synthetic chemistry (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: International Symposium, “Systems Glycobiology and Beyond” -Toward a bridge between fundamental research and applied science-, RIKEN Wako campus, Suzuki Umetaro Hall(Wako, Saitama)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Therapeutic in vivo synthetic chemistry (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: The 11th International Symposium on Integrated Synthesis (ISONIS11&ISMMS3), Awaji Yumebutai International Conference Center (Awaji Island, Hyogo)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 糖鎖を動物内での分子キャリアとする未来の有機合成化学：生体内合成化学治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 第11回多糖の未来フォーラム、大阪大学大学院理学研究科教育研究交流棟2階南部陽一郎ホール（大阪府豊中市）
  • 招待講演
• [学会発表] Therapeutic in vivo synthetic chemistry (2017)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: Departmental Talk in University of Strasbourg, University of Strasbourg(Strasbourg, France)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 生体を高度に見分ける糖鎖DDSと生体内での直接的な診断・治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 理研イブニングセミナー、理化学研究所東京連絡事務所（東京都千代田区）
  • 招待講演
• [学会発表] 生体内合成化学治療 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 富士フイルム（株）有機合成化学研究所講演会、小田原富士フイルム先進研究所（神奈川県足柄上郡）
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞表面での糖鎖・ペプチド複合中分子合成によるがん種別選択的イメージング (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村昌吾、伊藤昭博、吉田稔、田中克典
  • 学会等名: 第36回日本糖質学会年会、旭川市民文化会館（北海道旭川市）
• [学会発表] 糖鎖パターン認識による革新的DDSと生体内合成化学治療：検診、診断、そして治療へ (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 生化学工業株式会社講演会、生化学工業株式会社本社丸の内センタービルディング10F（東京都千代田区）
  • 招待講演
• [学会発表] 生体分子複合化プローブとインビボプローブ合成 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 理化学研究所 Pioneering Project: Chemical Probe、理化学研究所和光事業所・統合支援施設大会議室（埼玉県和光市）
  • 招待講演
• [学会発表] 糖鎖パターン認識による革新的DDSと生体内合成化学治療：検診、診断、そして治療へ (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 日油株式会社講演会、日油株式会社筑波研究センター 先端技術研究所（茨城県つくば市）
  • 招待講演
• [学会発表] 糖鎖パターン認識による革新的DDSと生体内合成化学治療：検診、診断、そして治療へ (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 高分子同友会勉強会
  • 発表場所: （社）高分子学会・高分子同友会事務局（東京都中央区）
  • 招待講演
• [学会発表] ペプチド・糖鎖の共同相互作用を利用したがん細胞認識 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野村昌吾、田中克典
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
• [学会発表] In vivo glycan-protein conjugation via metal catalysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Yixuan Lin, Kenward Vong, Koji Matsuoka, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
• [学会発表] In vivo pattern recognition by heterogeneous N-glycoclusters: Controlling excretion and tumor targetin (2017)
  • 著者名/発表者名: Regina Sibgatullina, Liliya Latypova, Katsumasa Fujiki, Akihiro Ogura, Sayaka Urano, Tsuyoshi Tahara, Satoshi Nozaki, Yasuyoshi Watanabe, Almira Kurbangalieva, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 日本化学会第97春季年会
  • 発表場所: 慶應義塾大学日吉キャンパス（神奈川県横浜市）
• [学会発表] Development of organ selective catalytic reaction by utilizing glycocluster (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazuki Tsubokura, Kenward Vong, Yoichi Nakao, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: Summer School 2016, RIKEN
  • 発表場所: International Congress Center(Tsukuba, Ibaraki)
  • 年月日: 2016-09-09
• [学会発表] 糖鎖クラスターを触媒キャリアとした生体内触媒反応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坪倉一輝、Kenward Vong, 中尾洋一, 田中克典
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知文化プラザかるぽーと（高知県高知市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 不均一糖鎖クラスターの生体内パターン認識による体外排出 (2016)
  • 著者名/発表者名: Regina Sibgatullina, Liliia Latypova, 藤木勝将、小椋章弘、田原強、野崎聡、浦野清香、尾上浩隆、渡辺恭良、Almira Kurbangalieva, 田中克典
  • 学会等名: 第35回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 高知文化プラザかるぽーと（高知県高知市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] 糖鎖クラスターを用いた生体内金属触媒反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坪倉一輝, 中尾洋一, 田中克典
  • 学会等名: 第51回天然物化学談話会
  • 発表場所: 湯沢東映ホテル（新潟県南魚沼郡）
  • 年月日: 2016-07-06
• [学会発表] 生体内合成化学治療：糖鎖クラスタを利用した生体内触媒反応の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坪倉一輝, Kenward Vong, 田中克典
  • 学会等名: 分子システム研究第5回春季研究会
  • 発表場所: かんぽの宿熱海（神奈川県熱海市）
  • 年月日: 2016-05-13
• [学会発表] 生体内糖鎖認識の基盤と次世代セラノティクス -生体内パターン認識を駆使した革新的糖鎖複合体の開発 - (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中克典
  • 学会等名: 第14回糖鎖科学コンソーシアムシンポジウム
  • 発表場所: ソラシティコンフェレンスセンター（東京都文京区）
  • 招待講演
• [学会発表] Cell Surface Synthesis of Targeting Molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 3rd RIKEN - KFU Workshop
  • 発表場所: Kazan Federal University(Kazan, Russia)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Homogeneous Glycoconjugates (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 3rd RIKEN - KFU Workshop
  • 発表場所: Kazan Federal University(Kazan, Russia)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Post Translational Mimicry of Arginine to Therapeutic Molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 3rd RIKEN - KFU Workshop
  • 発表場所: Kazan Federal University(Kazan, Russia)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pattern Recognition In Vivo: Theranostics Glycoconjugates (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: International Conference in Organic Synthesis 2016
  • 発表場所: Majestic Hotel(Kuching, Sarawak, Malaysia)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Pattern Recognition In Vivo: Theranostics Glycoconjugates (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: Third FB3 Meeting
  • 発表場所: Tianjin University: Science Library(Tianjin, China)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Theranostic Glycoconjugates (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: Glycoscience Japan-Netherlands Joint Seminar 2016
  • 発表場所: Leiden University Medial Center(Leiden, Netherlands)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Heterogeneous Glycan-Clustering Leads to Highly Selective Target Recognition (2016)
  • 著者名/発表者名: Katsunori Tanaka
  • 学会等名: RIKEN-Max Planck Joint Research Center 5th Annual Symposium
  • 発表場所: Tagungshotel der Max-Planck-Gesellschaft(Berlin, Germany)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cell surface synthesis of targeting molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Shogo Nomura, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 異分野交流の夕べ、理化学研究所主催
  • 発表場所: 理化学研究所（埼玉県和光市）
• [学会発表] Heterogeneous glycoconjugates (2016)
  • 著者名/発表者名: Regina Sibgatullina, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 異分野交流の夕べ、理化学研究所主催
  • 発表場所: 理化学研究所（埼玉県和光市）
• [学会発表] In vivo sugar supplying method (2016)
  • 著者名/発表者名: Yixuan Lin, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 3rd RIKEN - KFU Workshop
  • 発表場所: Kazan Federal University(Kazan, Russia)
• [学会発表] Cell surface synthesis of targeting molecules (2016)
  • 著者名/発表者名: Shogo Nomura, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 3rd RIKEN - KFU Workshop
  • 発表場所: Kazan Federal University(Kazan, Russia)
• [学会発表] Heterogeneous glycoconjugates (2016)
  • 著者名/発表者名: Regina Sibgatullina, Katsunori Tanaka
  • 学会等名: 3rd RIKEN - KFU Workshop
  • 発表場所: Kazan Federal University(Kazan, Russia)
• [備考] 理化学研究所 開拓研究本部 田中生体機能合成化学研究室ホームページ
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/chief/biofunct_synth_chem/
• [備考] 理化学研究所 開拓研究本部 田中生体機能合成化学研究室ホームページ（研究室オリジナルホームページ）
  • URL: http://www.riken.jp/nori-tanaka-lab/
• [備考] プレスリリース：細胞を高度に見分ける新合成技術 －細胞表面上の有機反応で高選択的な細胞認識を実現－
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2017/20170728_1/
• [備考] 糖鎖は不均一であることが重要 －糖鎖特有の分子認識機構をマウスで解明－
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2016/20161128_1/
• [備考] 生体内部を高度に認識できる糖鎖複合体 －糖鎖を用いた創薬や診断分子の開発に大きな手がかり－
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160223_3/