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チミジンホスホリラーゼ応答型蛍光プローブによる癌細胞特異的イメージング

研究課題

研究課題/領域番号 18K05360
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
研究機関芝浦工業大学

研究代表者

幡野 明彦  芝浦工業大学, 工学部, 教授 (10333163)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードチミジンホスホリラーゼ / 過リン酸分解反応 / 蛍光プローブ / 癌診断 / 癌マーカー / 有機合成 / 血管新生因子 / TP応答型癌検出プローブ / 蛍光色素 / 蛍光共鳴エネルギー移動 / 酵素活性 / ピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼ / ダンシル基 / 反応転換率 / 蛍光団 / 過リン酸分解 / 癌細胞 / 血管新生 / 蛍光イメージング / 癌
研究成果の概要

血管新生は癌細胞の増殖の第一歩であり,この段階を検出できれば早期発見に繋がる。チミジンホスホリラーゼ(TP)は血管新生因子であり癌細胞の増殖や転移に関わっている。TP観察は,癌細胞の早期検出マーカーになると考えた。本研究では,血管新生因子であるTPの酵素活性に応答する蛍光プローブを開発し,癌細胞の初期進展過程の可視化を行うことを目標とした。まず,TPにより蛍光強度が変化する診断薬として,チミジンに蛍光色素としてダンシル基,消光剤としてダブシル基を共有結合させることを試みた。合成したプローブを用いてTP応答活性を評価したところ,1時間で45%程度の過リン酸分解反応が進行することがわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

日本人の死因一位は癌である(約30%)。消化器官の内視鏡観察時に癌の疑いのある組織は,ヨード染色による目視判定が行われ,次に対象組織が採取されて病理検査が行われる。ヨード染色は簡便であるが副作用が問題である。癌の判定は組織を少量採取し,病理検査の結果を経て診断と癌組織の切除範囲が決定されるため,時間と労力がかかる。術中の薬剤塗布検査が病理検査と同じ精度で癌組織を検出できれば,癌組織の切除はリアルタイムで実施可能となり,正確,迅速,患者への負担軽減と再発防止に繋がると考えられる。そのため,簡単に癌細胞の場所を診断できるような新しいプローブ分子の開発が望まれている。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Parallel motif triplex formation via a new, bidirectional hydrogen bonding pattern incorporating a synthetic cyanuryl nucleoside into the sense chain2020

    • 著者名/発表者名
      Hatano, Akihiko; Shimazaki, Kei; Otsu, Maina; Kawai, Gota
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 10 号: 38 ページ: 22766-22774

    • DOI

      10.1039/d0ra03889j

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A single-use ceramic-based electrochemical sensor chip using molecularly imprinted carbon paste electrode2020

    • 著者名/発表者名
      Aaryashree; Takeda, Yuuto; Kanai, Momoe; Hatano, Akihiko; Yoshimi, Yasuo; Kida, Masahito
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 20 号: 20 ページ: 5847-5847

    • DOI

      10.3390/s20205847

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Bio-catalytic synthesis of unnatural nucleosides possessing a large functional group such as a fluorescent molecule by purine nucleoside phosphorylase,2019

    • 著者名/発表者名
      A. Hatano, H. Wakana, N. Terado, A.Kojima, C. Nishioka, Y. Iizuka, T. Imaizumi, S. Uehara,
    • 雑誌名

      Catalysis Science & Technolog

      巻: 9 号: 18 ページ: 5122-5129

    • DOI

      10.1039/c9cy01063g

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of a deoxynojirimycin-fluorophore conjugate as a cell-specific imaging probe targeting α-glucosidase on cell membranes2019

    • 著者名/発表者名
      Akihiko Hatano, Yuichi Kanno, Yuya Kondo, Yuta Sunaga, Hatsumi Umezawa, Koji Fukui
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 27 号: 5 ページ: 859-864

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2019.01.032

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Synthesis of a protected ribonucleoside phosphoramidite-linked spin label via an alkynyl chain at the 5′ position of uridine2019

    • 著者名/発表者名
      A. Hatano, N, Terado, Y. Kanno, T. Nakamura, G. Kawai
    • 雑誌名

      Synthetic Communications

      巻: 49 号: 1 ページ: 136-145

    • DOI

      10.1080/00397911.2018.1545033

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レーザーマイクロダイセクション装置によるがん細胞特異的に見られる 核内封入体構成成分としての液滴オルガネラの単離2022

    • 著者名/発表者名
      水口 海, 幡野明彦, 八谷如美
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ピリミジンヌクレオシドホスホリラーゼによるリボース部位修飾 ヌクレオシドの反応性2022

    • 著者名/発表者名
      間弓 利勇・大槻 晃一・幡野明彦
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 核酸代謝酵素PyNPによるヌクレオシドへのプリン類似体ベンゾイミダゾール化合物の導入2022

    • 著者名/発表者名
      松坂理希・林田拓巳・幡野明彦
    • 学会等名
      日本化学会第102春季年会(2022)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] SYNTHESIS OF UNNATURAL NUCLEOSIDES LINKED FLUORESCENT GROUP BY NUCLEOSIDE METABOLIC ENZYME2020

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Wakana, Akihiko Hatano
    • 学会等名
      14th South East Asian Technical University Consortium Symposium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 核酸代謝酵素類を用いた蛍光部位を持つ非天然ヌクレオシドの合成と反応性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      若菜 浩幸、鈴木 康、幡野 明彦
    • 学会等名
      生体触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 蛍光部位を持つ非天然ヌクレオシドの核酸代謝酵素を用いた合成と反応性の評価2019

    • 著者名/発表者名
      若菜浩幸,鈴木康,寺戸那奈恵,幡野明彦
    • 学会等名
      バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Synthesis of unnatural nucleosides containing fluorescent group by using nucleic acid metabolic enzyme2018

    • 著者名/発表者名
      H. Wakana, N. Terado, A. Hatano
    • 学会等名
      15th Japan-China-Korea Joint Symposium on Enzyme Engineering
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 核酸代謝酵素を用いた修飾プリンのヌクレオシドへの導入2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木康、若菜浩幸、飯塚佑、幡野明彦
    • 学会等名
      生体触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of the imaging probe targeting for thymidine phosphorylase as angiogenic factor of cancer2018

    • 著者名/発表者名
      Wakana, Hiroyuki, Hatano, Akihiko
    • 学会等名
      生体触媒シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 血管新生因子であるチミジンホスホリラーゼに応答する蛍光プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      若菜浩幸、幡野明彦
    • 学会等名
      酵素工学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 核酸代謝酵素を用いた蛍光部位導入非天然ヌクレオシドの合成2018

    • 著者名/発表者名
      若菜 浩幸,幡野 明彦
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 芝浦工業大学工学部材料工学科生体分子化学研究室

    • URL

      http://www.sic.shibaura-it.ac.jp/~a-hatano/a-hatano/a-hatano.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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