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高感度イメージングを目指した新規生物発光基質の創製

研究課題

研究課題/領域番号 20K22724
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0801:薬学およびその関連分野
研究機関東京薬科大学

研究代表者

森屋 亮平 (齊藤亮平)  東京薬科大学, 薬学部, 嘱託助教 (20870801)

研究期間 (年度) 2020-09-11 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード生物発光 / 発光基質 / イメージング / 近赤外発光 / 発光イメージング / ホタルルシフェリン / ルシフェリンアナログ / 高輝度化 / 生物有機化学 / ホタル
研究開始時の研究の概要

本研究で到達目標とする発光強度に基づく高感度な生物発光イメージング技術を用いることで、げっ歯類のような小動物であれば、量的評価であるがん組織の『分布』だけでなく、質的評価である『状態』という活性状況も細胞単位で解析することが可能になる。このような高い精度で測定できるシステムを開発することは、基礎生物医学研究の飛躍的発展につながると期待できる。

研究成果の概要

本研究では、ホタル生物発光反応の発光強度の増大を目指し新規発光基質を有機合成した。合成した新規化合物5種のうち、ふたつは既存の人工発光基質よりも発光強度が増大し、さらにそのうちの一つは近赤外領域の発光極大波長を有していた。現在は、共同研究者たちとともに、これら新規化合物の発光特性の詳細な評価と、動物実験での有用性を検証している。

研究成果の学術的意義や社会的意義

黄緑色に発光するホタル生物発光反応は生体内可視化技術として利用されており、既存技術に比べて、より高い測定感度が求められてきた。これまでは発光基質の改良により、発光波長を黄緑色から赤色や近赤外領域に改変することで、光の透過性を利用して測定感度が向上してきた。本研究で開発した新規化合物は近赤外の発光波長を有し、且つ既存の人工発光基質よりも発光強度が増大している。これにより、たとえば、マウスの深部組織や微小環境において、既存技術に比べ、より高感度に観察できるだろう。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] How to Select Firefly Luciferin Analogues for In Vivo Imaging2021

    • 著者名/発表者名
      Saito-Moriya Ryohei、Nakayama Jun、Kamiya Genta、Kitada Nobuo、Obata Rika、Maki Shojiro A.、Aoyama Hiroshi
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 4 ページ: 1848-1848

    • DOI

      10.3390/ijms22041848

    • 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] High Sensitivity In Vivo Imaging of Cancer Metastasis Using a Near-Infrared Luciferin Analogue seMpai2020

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Jun、Saito Ryohei、Hayashi Yusuke、Kitada Nobuo、Tamaki Shota、Han Yuxuan、Semba Kentaro、Maki Shojiro A.
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 21 号: 21 ページ: 7896-7896

    • DOI

      10.3390/ijms21217896

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] 近赤外発光試薬 seMpai によるがん転移のイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      森屋(齊藤) 亮平,中山 淳,北田 昇雄,牧 昌次郎
    • 学会等名
      第80回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高輝度近赤外発光基質AkaSukeによるin vivoイメージング2021

    • 著者名/発表者名
      森屋(齊藤) 亮平, 口丸 高弘, 岩野 智, 北田 昇雄, 神谷 弦汰, 小畠 りか, 伊集院 良祐, 平野 誉, 牧 昌次郎, 青山 洋史
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [産業財産権] 新規複素環式化合物及びその塩、並びに発光基質組成物2021

    • 発明者名
      牧 昌次郎、北田 昇雄、森屋 亮平、青山 洋史、伊集院 良祐
    • 権利者名
      牧 昌次郎、北田 昇雄、森屋 亮平、青山 洋史、伊集院 良祐
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 外国

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公開日: 2020-09-29   更新日: 2023-01-30  

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