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複合刺激応答型金属錯体に立脚した選択的抗がん剤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K05456
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32020:機能物性化学関連
研究機関大阪工業大学 (2021-2022)
防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) (2020)

研究代表者

平原 将也  大阪工業大学, 工学部, 准教授 (90609835)

研究分担者 上北 尚正  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 応用科学群, 准教授 (50373402)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードルテニウム / 光配位子置換反応 / 抗がん剤 / 光反応 / 光異性化 / メタロドラッグ / 配位子交換反応 / 外部刺激応答 / プロドラッグ / 金属錯体 / 光化学
研究開始時の研究の概要

がんの薬物療法において、がん細胞選択的かつ局所的に作用する抗がん剤を開発することは喫緊の課題である。この分野で特に着目を浴びているのが、金属錯体の光配位子置換反応である。本研究では正常細胞およびがん細胞中でのpHの違いに着目し、pHによって光配位子置換反応の効率が劇的に変化する一連のルテニウム錯体を用いた、がん細胞選択的な抗がん剤の開発を目指す。

研究成果の概要

金属イオンと有機物が結合した金属錯体は、さまざまながんへの抗がん剤として実用化されている。抗がん剤の開発において、プロドラッグを選択的にドラッグに変換し、かつ細胞選択的に作用させることは重要な課題である。本研究課題では、pH応答性と光応答性を併せ持つルテニウム錯体について、抗がん剤への展開を試みた。本研究で用いたルテニウムピラゾール錯体は、pH 7を境に光反応性が大きく変化し、正常細胞とがん細胞間で反応性が異なりうることが示唆された。錯体の肺がん細胞に対する抗がん活性を調べた結果、光照射下において、10-8 Mという極めて低濃度においても抗がん活性を有することが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

がんは死因の約半数を占めるだけでなく、壮年期においても主要な死因の一つであり、画期的ながんの治療法が模索されている。シスプラチンに代表される金属錯体由来の抗がん剤は、DNAに金属が直接結合するために活性が高いものの、副作用が大きいことが知られている。本研究課題では、光応答性とpH応答性を併せもつ金属錯体を用いて、がん細胞が存在するpH領域で、抗がん活性のある金属錯体種に変化しがん細胞を細胞死させる反応系の構築を目指した。得られた金属錯体は、光照射によって抗がん活性が増加し、10-8 M という極めて低濃度で肺がん細胞に対する毒性を示すことが見出され、光駆動型の抗がん剤としての応用が期待される。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Photofunctional molecular assembly for artificial photosynthesis: Beyond a simple dye sensitization strategy2022

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Atsushi、Takizawa Shin-ya、Hirahara Masanari
    • 雑誌名

      Coordination Chemistry Reviews

      巻: 467 ページ: 214624-214624

    • DOI

      10.1016/j.ccr.2022.214624

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Distinctive Aspects in Aquation, Proton-Coupled Redox, and Photoisomerization Reactions between Geometric Isomers of Mononuclear Ruthenium Complexes with a Large-π-Conjugated Tetradentate Ligand2022

    • 著者名/発表者名
      Tsubonouchi Yuta、Watanabe Takeumi、Yoshida Kazuha、Watabe Shunsuke、Inaba Keisuke、Hirahara Masanari、Hatanaka Tsubasa、Funahashi Yasuhiro、Chandra Debraj、Hoshino Norihisa、Zahran Zaki N.、Yagi Masayuki
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 61 号: 35 ページ: 13956-13967

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.2c01937

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A visible-light and temperature responsive host-guest system: the photoisomerization and inclusion complex formation of a ruthenium complex with cyclodextrins2022

    • 著者名/発表者名
      Hirahara Masanari、Furutani Shota、Goto Hiroki、Fujimori Keiichi、Moriuchi-Kawakami Takayo
    • 雑誌名

      Dalton Transactions

      巻: 51 号: 11 ページ: 4477-4483

    • DOI

      10.1039/d1dt04003k

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Synthetic Route to a Ruthenium Complex via Successive Photosubstitution Reactions2021

    • 著者名/発表者名
      Hirahara Masanari、Umemura Yasushi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 60 号: 17 ページ: 13193-13199

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.1c01578

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanism of H <sup>+</sup> dissociation?induced O?O bond formation via intramolecular coupling of vicinal hydroxo ligands on low-valent Ru(III) centers2021

    • 著者名/発表者名
      Tanahashi Yuki、Takahashi Kosuke、Tsubonouchi Yuta、Nozawa Shunsuke、Adachi Shin-ichi、Hirahara Masanari、Mohamed Eman A.、Zahran Zaki N.、Saito Kenji、Yui Tatsuto、Yagi Masayuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 52 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1073/pnas.2113910118

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A multi-stimuli responsive ruthenium complex for catalytic water oxidation2020

    • 著者名/発表者名
      Hirahara Masanari、Goto Hiroki、Yagi Masayuki、Umemura Yasushi
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 56 号: 84 ページ: 12825-12828

    • DOI

      10.1039/d0cc04940a

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intramolecular Hydrogen Bonding: A Key Factor Controlling the Photosubstitution of Ruthenium Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Hirahara Masanari、Nakano Hiroyuki、Uchida Kyohei、Yamamoto Rei、Umemura Yasushi
    • 雑誌名

      Inorganic Chemistry

      巻: 59 号: 16 ページ: 11273-11286

    • DOI

      10.1021/acs.inorgchem.0c00738

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient Electrocatalytic Water Oxidation by a Dinuclear Ruthenium(II) Complex with Vicinal Aquo and Hydroxo Groups Adsorbed on a TiO2 Electrode2020

    • 著者名/発表者名
      Tanahashi Yuki、Nagai Sho、Tsubonouchi Yuta、Hirahara Masanari、Sato Taisei、Mohamed Eman A.、Zahran Zaki N.、Saito Kenji、Yui Tatsuto、Yagi Masayuki
    • 雑誌名

      ACS Applied Energy Materials

      巻: 3 号: 12 ページ: 12172-12184

    • DOI

      10.1021/acsaem.0c02242

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Ruthenium Pyrazole-Pyrazolate Complexes: Unique Photosubstitution Reactions and Applications to Photoactivated Chemotherapeutic Prodrugs2023

    • 著者名/発表者名
      Masanari HIRAHARA, Yuto TERAOKA, Keiichi FUJIMORI, Takayo MORIUCHI, Takamasa UEKITA
    • 学会等名
      錯体化学会 第72回討論会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] A Multi-Stimuli-Responsive Water Oxidation Catalyst2020

    • 著者名/発表者名
      Masanari Hirahara, Hiroki Goto, Yasushi Umemura
    • 学会等名
      錯体化学会第70回討論会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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