生体制御システムを利用した低酸素病変部を感知するバイオセンサー型プローブの創製

• 研究課題/領域番号: 22700469
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 門之園 哲哉 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 助教 (10510282)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: バイオイメージング / バイオセンサー / 腫瘍内低酸素微小環境 / 生体イメージング / 低酸素応答 / タンパク質分子設計 / 分子動力学シミュレーション / 腫瘍内低酸素

研究概要

腫瘍の効果的な治療のためには、悪性度の高い低酸素がん細胞を早期に発見することが必要であり、腫瘍内の病的低酸素領域を高感度に検出するためのイメージングプローブの開発が望まれている。本課題では、生体応答を利用した「バイオセンサー型プローブ」の分子設計を行った。その結果、蛍光色素のH型ダイマー形成現象を設計したプローブは構造依存的に蛍光強度が変化し、低酸素病変部のプローブとしての有用であることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Importance of the physicochemical properties of fluorescent dyes for obtaining target-specific in vivo images by membrane-permeable macromolecular imaging probes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuchimaru T, Kadonosono T, Corona C, Dwight SJ, McDougall M, Takahashi S, Mori T, Okahata Y, Kizaka-Kondoh S
  • 雑誌名: Journal of Pharmaceutical Technology & Drug Research 巻: 2 ページ: 2-2
• [雑誌論文] Importance of the physicochemical properties of fluorescence dyes for obtaining target-specific in vivo images by membrane-permeable macromolecular imaging probes (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuchimaru T, Kadonosono T, Corona C, Dwight SJ, McDougall M, Takahashi S, Mori T, Okahata Y, Kizaka-Kondoh S
  • 雑誌名: J Pharmacol Tech Drug Res 巻: 2:3 号: 1 ページ: 1-7
  • DOI: 10.7243/2050-120x-2-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] In vivo imaging of brain ischemia using an oxygen-dependent degradative fusion protein probe. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita Y, Kuchimaru T, Kadonosono T, Tanaka S, Hase Y, Tomimoto H, Hiraoka H, Kizaka-Kondoh S, Ihara M, Takahashi R
  • 雑誌名: Plos One 巻: 7(10)
• [雑誌論文] Development of a hypoxia-selective near-infrared fluorescent probe for non-invasive tumor imaging. (2012)
  • 著者名/発表者名: Youssif BG, Okuda K, Kadonosono T, Salem OI, Hayallah AA, Hussein MA, Kizaka-Kondoh S, Nagasawa H
  • 雑誌名: Chem. Pharm. Bull.(Tokyo) 巻: 60(3) ページ: 402-7
  • NAID: 130001852429
• [雑誌論文] 2-Nitroimidazole-tricarbocyanine conjugate as a near-infrared fluorescent probe for in vivo imaging of tumor hypoxia (2012)
  • 著者名/発表者名: Okuda K, Okabe Y, Kadonosono T, Ueno T, Youssif BG, Kizaka-Kondoh S, Nagasawa H
  • 雑誌名: Bioconjug. Chem 巻: 23(3) ページ: 324-9
• [雑誌論文] In vivo imaging of brain ischemia using an oxygen-dependent degradative fusion prote in probe (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita Y, Kuchimaru T、Kadonosono T, Tanaka S, Hase Y, Tomimoto H, Hiraoka M, Kizaka-Kondoh S, Ihara M, Takahashi R
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 10 ページ: e48051-e48051
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0048051
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detection of the onset of ischemia and carcinogenesis by hypoxia-inducible transcription factor-based in vivo bioluminescence imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Kadonosono T, Kuchimaru T, Yamada S, Takahashi Y, Murakami A, Tani T, WatanabeH, Tanaka T, Hirota K, Inoue M, Tsukamoto T, Toyoda T, Urano K, Machida K, Eto T, Ogura T, Tsutsumi H, Ito M, Hiraoka M, Kondoh G, Kizaka-Kondoh S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6(11)
• [雑誌論文] Pathophysiological response to hypoxia - from the molecular mechanisms of malady to drug discovery:hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1)-active cells as a target for cancer therapy. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kizaka-Kondoh S, Kuchimaru T, Kadonosono T
  • 雑誌名: J. Pharmacol. Sci 巻: 115(4) ページ: 440-445
• [雑誌論文] Detection of the onset of ischemia and carcinogenesis by hypoxia-inducible transcription factor-based in vivo bioluminescence imaging (2011)
  • 著者名/発表者名: Kadonosono T, Kuchimaru T, Yamada S, Takahashi Y. Murakami A, Watanabe H, Tani T, Inoue M, Tsukamoto T, Toyoda T, Tanaka T, Hirota K, Urano K, Machida K, Eto T, Ogura T, Tsutsumi H, Ito M, Hiraoka M, Kondoh G, Kizaka-Kondoh S
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6(11) 号: 11 ページ: e26640-e26640
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0026640
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of HIF-active tumors by an oxygen-dependent degradation protein probe with an interchangeable labeling system. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuchimaru T, Kadonosono T, Tanaka S, Ushiki T, Hiraoka M, Kizaka-Kondoh S
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 5(12)
• [学会発表] 腫瘍内HIF活性化細胞を標的とする治療薬・可視化プローブの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 第11回群馬大学大学院医学研究科・大学院生によるワークショップ、
  • 発表場所: 群馬大学医学部・刀城会館(群馬県)
  • 年月日: 2013-03-13
• [学会発表] 腫瘍内HIF活性化細胞を標的とする治療薬・可視化プローブの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉
  • 学会等名: 第11回 群馬大学大学院医学研究科・大学院生によるワークショップ
  • 発表場所: 群馬大学医学部・刀城会館（群馬県）
  • 招待講演
• [学会発表] Neuropilin-1を介した細胞膜透過ペプチド融合プローブの低酸素腫瘍デリバリー (2012)
  • 著者名/発表者名: 山野晃弘、後藤俊樹、門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 第10回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: 横浜開港記念会館(神奈川県)
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] トランスジェニックマウスを用いた腫瘍内HIF活性の生体光イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 第16回酸素ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 島津製作所東京支店イベントホール(東京都)
  • 年月日: 2012-09-29
• [学会発表] アポトーシスを検知するレポータータンパク質の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢部越理、関根拓哉、門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術集会
  • 発表場所: ロイトン札幌(北海道)
  • 年月日: 2012-09-20
• [学会発表] 腫瘍内低酸素微小環境イメージングのためのActivatableタンパク質プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、関根拓哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術集会
  • 発表場所: ロイトン札幌(北海道)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] 低酸素環境イメージングプローブと腫瘍血管透過性亢進ペプチドを用いた低酸素がんのin vivoイメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 山野晃弘、後藤俊樹、門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 第71回日本癌学会学術集会
  • 発表場所: ロイトン札幌(北海道)
  • 年月日: 2012-09-19
• [学会発表] In vivo optical imaging of carcinogenesis by the detection of HIF-active cells using HOL transgenic mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kadonosono T, Kuchimaru T, Tanaka T, Hirota K, Tsutsumi H, Ito M, Urano K, Kondoh G, and Kizaka-Kondoh S
  • 学会等名: 2012World Molecular Imaging Congress
  • 発表場所: Dublin,(Ireland)
  • 年月日: 2012-09-08
• [学会発表] In vivo bioluminescence imaging of hypoxia-related diseases by the detection of HIF-active cells using HOL transgenic mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kadonosono T, Kuchimaru T, Tanaka T, Hirota K, Inoue M, Urano K, Kondoh G, Kizaka-Kondoh S
  • 学会等名: The 33rd Naito Conference
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ(北海道)
  • 年月日: 2012-06-07
• [学会発表] 腫瘍内低酸素微小環境イメージングのための立体構造依存的タンパク質プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関根拓哉、門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 第7回日本分子イメージング学会
  • 発表場所: アクトシティ浜松(静岡県)
  • 年月日: 2012-05-25
• [学会発表] 腫瘍血管浸透性ペプチドを利用した低酸素がんの生体イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤俊樹、山野晃弘、門之園哲哉、口丸高 弘、近藤科江
  • 学会等名: 第7回日本分子イメージング学会
  • 発表場所: アクトシティ浜松(静岡県)
  • 年月日: 2012-05-24
• [学会発表] In vivo imaging of HIFs-active tumors by optical protein probes (2012)
  • 著者名/発表者名: Kadonosono T, Kuchimaru T, Kondoh S
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2011)
  • 発表場所: Nagoya,Japan
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] In vivo, imaging of HIFs-active tumors by optical protein probes (2012)
  • 著者名/発表者名: Tstsuya Kadonosono, Takahiro Kuchimaru, Shinae Kondoh
  • 学会等名: 5th International Symposium on Nanomedicine
  • 発表場所: 名古屋市・名古屋大学ESホール(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Neuropilin-1を介した細胞膜透過ペプチド融合プローブの低酸素腫瘍デリバリー (2012)
  • 著者名/発表者名: 山野晃弘
  • 学会等名: 第10回 がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: 横浜開港記念会館（神奈川県）
• [学会発表] トランスジェニックマウスを用いた腫瘍内HIF活性の生体光イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉
  • 学会等名: 第16回 酸素ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 島津製作所東京支店イベントホール（東京都）
  • 招待講演
• [学会発表] アポトーシスを検知するレポータータンパク質の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢部越理
  • 学会等名: 第71回 日本癌学会学術集会
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道）
• [学会発表] 腫瘍内低酸素微小環境イメージングのためのActivatableタンパク質プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉
  • 学会等名: 第71回 日本癌学会学術集会
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道）
• [学会発表] 低酸素環境イメージングプローブと腫瘍血管透過性亢進ペプチドを用いた低酸素がんのin vivoイメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 山野晃弘
  • 学会等名: 第71回 日本癌学会学術集会
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道）
• [学会発表] In vivo optical imaging of carcinogenesis by the detection of HIF-active cells using HOL transgenic mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Kadonosono
  • 学会等名: 2012 World Molecular Imaging Congress
  • 発表場所: （Ireland）
• [学会発表] In vivo bioluminescence imaging of hypoxia-related diseases by the detection of HIF-active cells using HOL transgenic mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Kadonosono
  • 学会等名: The 33rd Naito Conference
  • 発表場所: シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ（北海道）
• [学会発表] 腫瘍内低酸素微小環境イメージングのための立体構造依存的タンパク質プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 関根拓哉
  • 学会等名: 第7回 日本分子イメージング学会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県）
• [学会発表] 腫瘍血管浸透性ペプチドを利用した低酸素がんの生体イメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 後藤俊樹
  • 学会等名: 第7回 日本分子イメージング学会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（静岡県）
• [学会発表] 活性化腫瘍細胞内を標的とするドラッグデリバリーシステムの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、山野晃弘、後藤俊樹、口丸高 弘、近藤科江、HIF-1
  • 学会等名: 日本分子生物学会第34回年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] 腫瘍浸透性ペプチドDDSを用いた低酸素がんの生体イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 山野晃弘、後藤俊樹、門之園哲哉、口丸高 弘、近藤科江
  • 学会等名: 日本分子生物学会第34回年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] HIF-1活性化腫瘍細胞内を標的とするドラッグデリバリーシステムの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、山野晃弘、後藤俊樹、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 日本分子生物学会第34回年会
  • 発表場所: 横浜市・パシフィコ横浜
  • 年月日: 2011-12-14
• [学会発表] アポトーシス進行を検出する新規蛍光タンパク質の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢部越理、門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 日本分子生物学会第34回年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川)
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] 腫瘍血管選択的浸透性ペプチドiRGDを利用した低酸素がんの生体イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 山野晃弘、後藤俊樹、門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 学会等名: 第9回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: 学習院大学(東京)
  • 年月日: 2011-11-27
• [学会発表] Novel strategies for targeting hypoxic cancer cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Kondoh S, Kuchimaru T, Kadonosono T
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知)
  • 年月日: 2011-10-04
• [学会発表] In vivo bioluminescence imaging of HIF-active tumors using HOL transgenic mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Kadonosono T, Kuchimaru T, Urano K, Kondoh G, Kondoh S
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場(愛知)
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] In vivo bioluminescence imaging of HIF-active tumors using HOL trans genic mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Kadonosono, Takahiro Kuchimaru, Koji Urano, Gen Kondoh, Shinae Kondoh
  • 学会等名: 第70回日本癌学会学術総会
  • 発表場所: 名古屋市・名古屋国際会議場
  • 年月日: 2011-10-03
• [学会発表] HIF活性化細胞の検出による内因性腫瘍の生体光イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、浦野浩司、近藤玄、近藤科江
  • 学会等名: 平成23年度がん若手研究者ワークショップ
  • 発表場所: アートランド蓼科(長野)
  • 年月日: 2011-09-02
• [学会発表] HIF活性化細胞標的タンパク質による腫瘍組織の光イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、平岡眞寛、近藤科江
  • 学会等名: 第15回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • 発表場所: ホテル日航東京(東京)
  • 年月日: 2011-06-23
• [学会発表] HIF活性化細胞標的タンパク質による腫瘍組織の光イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、平岡眞寛、近藤科江
  • 学会等名: 第15回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • 発表場所: 東京都・ホテル日航東京
  • 年月日: 2011-06-23
• [学会発表] トランスジェニックマウスを用いた腫瘍内HIF活性の生体イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、浦野浩司、近藤玄、近藤科江
  • 学会等名: 第6回日本分子イメージング学会学術集会
  • 発表場所: 神戸国際会議場(兵庫)
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] トランスジェニックマウスを用いた腫瘍内HIF活性の生体イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、浦野浩司、近藤玄、近藤科江
  • 学会等名: 第6回日本分子イメージング学会学術集会
  • 発表場所: 神戸市・神戸国際会議場
  • 年月日: 2011-05-26
• [学会発表] 腫瘍内低酸素誘導因子活性をモニターするトランスジェニックマウス (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、伊藤守、井上正宏、 田中具治、広田喜一、近藤科江
  • 学会等名: 第8回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道)
  • 年月日: 2011-01-29
• [学会発表] Molecular evaluation of imaging probe specific to HIF-active cancer cells and influence of cell permeable property of fluorescent dye on in vivo optical imaging (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadonosono T, Kuchimaru T, Ushiki T,Kizaka-Kondoh S, Hiraoka M
  • 学会等名: 2010 World Molecular Imaging Congress
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] HIF活性化細胞特異的プローブの分子評価と標識蛍光色素の特性による生体イメージングの変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、牛木隆志、近藤科江、平岡眞寛
  • 学会等名: 第5回日本分子イメージング学会学術集会
  • 発表場所: ピアザ淡海(滋賀)
  • 年月日: 2010-05-22
• [学会発表] Influence of cell permeable property of fluorescent dye on the POH in vivo imaging probe specific to HIF-active cancer cells, American Association for Cancer Research (2010)
  • 著者名/発表者名: Kadonosono T, Kuchimaru T, Ushiki T, McDougall M, Kizaka-Kondoh S, Hiraoka M
  • 学会等名: 101st Annual Meeting 2010
  • 発表場所: Washington DC
  • 年月日: 2010-04-21
• [図書] HIFs活性化細胞のバイオセンシングによる腫瘍内低酸素微小環境の可視化と治療薬開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、近藤科江
  • 出版者: 医学のあゆみ
• [図書] がん低酸素微小環境を標的とする治療薬・可視化プローブの開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 出版者: 臨床放射線(金原出版)
• [図書] 環境における低酸素癌細胞のライブイメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 口丸高弘、門之園哲哉、近藤科江、癌微小
  • 出版者: Surgery Frontier(メディカルレビュー)
• [図書] 臨床放射線(分担執筆)「がん低酸素微小環境を標的とする治療薬・可視化プローブの開発」 (2011)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉
  • 出版者: 金原出版
• [図書] すい臓がん治療効果の経時的光イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江
  • 出版者: PETジャーナル
• [図書] すい臓がんの進行とプロドラッグ治療効果の光イメージング (2010)
  • 著者名/発表者名: 門之園哲哉、口丸高弘、近藤科江、平岡眞寛
  • 出版者: 日本分子イメージング学会誌(分担執筆)