動物個体での蛍光イメージングへの応用を目指した新規蛍光消光団の開発

• 研究課題/領域番号: 24659042
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 創薬化学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 花岡 健二郎 東京大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (70451854)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2012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: 薬学 / 分析科学 / 有機化学 / in vivo イメージング / 蛍光 / 近赤外蛍光 / イメージング

研究成果の概要

本研究において、近赤外光領域の蛍光色素であるSi-rhodamine (SiR)類を基礎骨格として、無蛍光性のQSY類と同様に、キサンテン環3,6位のN原子に芳香環を結合させることで無蛍光性にすることを行った。SiNQ類をデザイン・合成した結果、蛍光量子収率は溶媒のpHや極性に依存せず0.001以下であった。特にN原子がインドリン構造を形成しているSiNQ780は650ー900 nmと広範囲に吸収波長を有していた。SiNQ780を用いて近赤外MMP活性検出蛍光プローブを開発し、皮下腫瘍モデルマウスにおいて腫瘍部位を蛍光にて検出することに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of a Series of Near-Infrared Dark Quenchers Based on Si-rhodamines and Their Application to Fluorescent Probes (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Myochin, Kenjiro Hanaoka, Shimpei Iwaki, Tasuku Ueno, Toru Komatsu, Takuya Terai, Tetsuo Nagano, and Yasuteru Urano
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: １３７ 号: 14 ページ: 4759-4765
  • DOI: 10.1021/jacs.5b00246
  • 査読あり
• [雑誌論文] Silicon-substituted Xanthene Dyes and Their Applications in Bioimaging (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Kushida, Tetsuo Nagano and Kenjiro Hanaoka
  • 雑誌名: Analyst 巻: 140 号: 3 ページ: 685-695
  • DOI: 10.1039/c4an01172d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of Azo-based Fluorescence Probes to Detect Different Levels of Hypoxia (2013)
  • 著者名/発表者名: Wen Piao, Satoru Tsuda, Yuji Tanaka, Satoshi Maeda, Fengyi Liu, Shodai Takahashi, Yu Kushida, Toru Komatsu, Tasuku Ueno Takuya Terai, Toru Nakazawa, Masanobu Uchiyama, Keiji Morokuma, Tetsuo Nagano, KenjiroHanaoka
  • 雑誌名: Angewandte Chemie International Edition 巻: 52 号: 49 ページ: 13028-13032
  • DOI: 10.1002/anie.201305784
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reversible Off-On Fluorescence Probe for Hypoxia and Imaging of Hypoxia-Normoxia Cycles in Live Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Shodai Takahashi, Wen Piao, Yuriko Matsumura, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Takuya Terai, Toshiaki Kamachi, Masahiro Kohno, Tetsuo Nagano and Kenjiro Hanaoka
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 号: 48 ページ: 19588-19591
  • DOI: 10.1021/ja310049d
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design Strategy for a Near-infrared (NIR) Fluorescence Probe for Matrix Metalloproteinase Utilizing Highly Cell-permeable Boron Dipyrromethene (BODIPY) (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Myochin, Kenjiro Hanaoka, Toru Komatsu, Takuya Terai and Tetsuo Nagano
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc. 巻: 134 号: 33 ページ: 13730-13737
  • DOI: 10.1021/ja303931b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Red Fluorescent Scaffold for Highly Sensitive Protease Activity Probes (2012)
  • 著者名/発表者名: Yu Kushida, Kenjiro Hanaoka, Toru Komatsu, Takuya Terai, Tasuku Ueno, Kengo Yoshida, Masanobu Uchiyama, Tetsuo Nagano
  • 雑誌名: Bioorg. Med. Chem. Lett. 巻: 22 号: 12 ページ: 3908-3911
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.04.114
  • 査読あり
• [学会発表] 新たな近赤外光領域消光団の開発とその応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 花岡健二郎、明珍琢也、浦野泰照
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学 (神戸)
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] N-Phenyl rhodamine類の消光機構の解析とHaloTag検出蛍光プローブへの応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩木慎平、花岡健二郎、吉田健吾、内山真伸、浦野泰照
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸学院大学（神戸）
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] 新規蛍光団の創製から拓く蛍光イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 花岡 健二郎
  • 学会等名: SPI in vivo イメージングフォーラム2014
  • 発表場所: コクヨホール (品川)
  • 年月日: 2014-10-23 – 2014-10-24
  • 招待講演
• [学会発表] 新規蛍光団の創製から拓く蛍光イメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 花岡 健二郎
  • 学会等名: 第二回生体分子サイエンスセミナー
  • 発表場所: 東京工業大学すずかけ台キャンパス (神奈川)
  • 年月日: 2014-09-02
  • 招待講演
• [学会発表] Development of Far-red to Near-Infrared Small-molecule Fluorophores and their Applications to Multicolor Imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Hanaoka
  • 学会等名: 中国化学会第29届学年会(29thCCS Congress)
  • 発表場所: 北京 (中国)
  • 年月日: 2014-08-04 – 2014-08-07
  • 招待講演
• [学会発表] 分子内回転を利用した近赤外消光団および蛍光プローブの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 花岡健二郎、明珍琢也、長野哲雄、浦野泰照
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第9回年会
  • 発表場所: 大阪大学豊中キャンパス (大阪)
  • 年月日: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [学会発表] Development of a H2S fluorescent probe and its application to inhibitor screening for H2S producing enzyme (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Hanaoka
  • 学会等名: 第3回 国際硫化水素学会 (H2S2014)
  • 発表場所: 京都大学芝蘭会館 (京都)
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] 分子内回転を利用した近赤外消光団および近赤外蛍光プローブの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 花岡健二郎、明珍琢也、浦野泰照
  • 学会等名: 第9回日本分子イメージング学会学術集会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター (大阪)
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [学会発表] Development of Far-red to Near-Infrared Small-molecule Fluorophores and their Applications to Multicolor Imaging (2014)
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Hanaoka
  • 学会等名: XII Conference on Optical Chemical Sensors & Biosensors
  • 発表場所: ギリシャ （アテネ）
  • 年月日: 2014-04-13 – 2014-04-16
  • 招待講演
• [学会発表] 硫化水素(H2S)選択的蛍光プローブの開発とその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 花岡 健二郎
  • 学会等名: 第13回 日本NO学会学術集会
  • 発表場所: 沖縄県医師会館（沖縄県、那覇市）
  • 招待講演
• [学会発表] 硫化水素選択的蛍光プローブの開発とその応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 花岡 健二郎
  • 学会等名: 第66回 日本酸化ストレス学会 学術集会
  • 発表場所: 名古屋市 ウインクあいち（愛知県、名古屋市）
  • 招待講演
• [学会発表] 新規蛍光団の創製から拓く蛍光イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 花岡 健二郎
  • 学会等名: 生体機能関連化学部会若手の会 第25回サマースクール
  • 発表場所: 八王子セミナーハウス（東京都、八王子市）
  • 招待講演
• [学会発表] 動物個体内での活性酸素種検出を目指した近赤外蛍光イメージングプローブの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 明珍琢也、花岡健二郎
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
• [学会発表] Development of a near-infrared fluorescence probe for matrix metalloproteinase utilizing highly cell-permeable boron dipyrromethene (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuya Myochin
  • 学会等名: EMBO conference series Chemical Biology
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
• [学会発表] Development of far-red to near-infrared fluorescent dyes and their applications to multicolor imaging
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Hanaoka
  • 学会等名: The Second Asian Chemical Biology Conference 2012
  • 発表場所: Southern Beach Hotel & Resort (Okinawa)
  • 招待講演
• [学会発表] Development of a highly selective fluorescence probe for hydrogen sulfide
  • 著者名/発表者名: Kenjiro Hanaoka
  • 学会等名: Second International Conference on H2S Biology and Medicine
  • 発表場所: Atlanta, USA
  • 招待講演
• [学会発表] 蛍光プローブが拓く未来医学
  • 著者名/発表者名: 花岡 健二郎
  • 学会等名: 第35回 未来医学研究会大会
  • 発表場所: 東京女子医科大学 弥生記念講堂 (東京都)
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞膜透過性の制御によるMMP活性検出近赤外蛍光プローブの開発
  • 著者名/発表者名: 明珍 琢也
  • 学会等名: 日本分子イメージング学会 第7回学術集会
  • 発表場所: アクトシティ浜松（浜松市）
• [学会発表] 細胞膜透過性の制御による新規MMP活性検出近赤外蛍光プローブの開発
  • 著者名/発表者名: 明珍 琢也
  • 学会等名: 第6回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学 高等教育推進機構 (札幌市)
• [学会発表] 酸化力の強い活性酸素種を検出する近赤外蛍光プローブの開発
  • 著者名/発表者名: 明珍 琢也
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (横浜市)
• [図書] 『疾患克服を目指したケミカルバイオロジー』、実験医学(増刊号)、"機能性MRI造影剤の分子設計および動脈硬化イメージング" (2012)
  • 著者名/発表者名: 花岡 健二郎
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 『CSJカレントレビュー第10巻 ここまで進んだバイオセンシング・イメージング』、"3章 バイオセンシングの歴史と将来展望" (2012)
  • 著者名/発表者名: 花岡 健二郎、長野 哲雄
  • 出版者: 化学同人, 日本化学会編
• [備考] 東京大学大学院薬学系研究科 薬品代謝化学教室
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~taisha/
• [備考] 薬品代謝化学教室 東京大学大学院薬学系研究科
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~taisha/
• [産業財産権] 近赤外蛍光消光団 (2014)
  • 発明者名: 花岡 健二郎、明珍 琢也、長野 哲雄、浦野 泰照
  • 権利者名: 国立大学法人 東京大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-12-04
  • 外国
• [産業財産権] 近赤外蛍光消光団 (2013)
  • 発明者名: 花岡 健二郎、明珍 琢也、長野 哲雄、浦野 泰照
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-251279
  • 出願年月日: 2013-12-04
• [産業財産権] 非対称Siローダミン及びロドールの合成 (2013)
  • 発明者名: 花岡健二郎、長野哲雄、江川堯寛、串田優、沼澤宏治、明珍琢也
  • 権利者名: 国立大学法人東京大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2013-042330
  • 出願年月日: 2013-03-04