鉄代謝と病態解明を目指す多様なN-オキシド型蛍光プローブの開発

• 研究課題/領域番号: 25702050
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 岐阜薬科大学
• 研究代表者: 平山 祐 岐阜薬科大学, 薬学部, 准教授 (10600207)
• 研究協力者: 丹羽 正人 ; 坪井 ひとみ ; 門田 聡基 ; 池下 幸恵 ; 三木 彩路 ; 形部 智世
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 25,610千円 (直接経費: 19,700千円、間接経費: 5,910千円); 2016年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
• キーワード: 鉄 / イメージング / 蛍光プローブ / 鉄イオン / 鉄代謝 / 蛍光イメージング

研究成果の概要

本研究では鉄イオンの代謝・生理機能を明らかにするべく、生体内鉄の中でも輸送・代謝に関わる重要な化学種である鉄(II)イオンを選択的に検出できる蛍光プローブ群の開発を行なった。その鉄(II)イオン検出原理としては、当該研究代表者が見出したN-オキシド化合物が鉄(II)イオンにより脱酸素化を受ける反応を利用している。本研究では、この原理をさらに拡張し、最初に見出した橙色蛍光分子に加え、青色、緑色、赤色蛍光団を使った鉄(II)イオン蛍光プローブの開発と、細胞膜上にて機能する蛍光プローブの開発を達成した。

研究成果

• [雑誌論文] Chemical tools for detecting Fe ions (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirayama T. and Nagasawa H.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ 巻: 60 号: 1 ページ: 39-48
  • DOI: 10.3164/jcbn.16-70
  • NAID: 130005188906
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of hemoglobin and transferrin in multi-wall carbon nanotube-induced mesothelial injury and carcinogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Wang Y, Okazaki Y, Shi L, Kohda H, Tanaka M, Taki K, Nishioka T, Hirayama T, Nagasawa H, Yamashita Y, Toyokuni S.
  • 雑誌名: Cancer Sci 巻: 107(3) 号: 3 ページ: 250-257
  • DOI: 10.1111/cas.12865
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Contrasting intra- and extra-cellular distribution of catalytic ferrous iron in ovalbumin-induced peritonitis. (2016)
  • 著者名/発表者名: F. Ito, T. Nishiyama, L. Shi, M. Mori, T. Hirayama, H. Nagasawa, H. Yasui, S. Toyokuni
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 476 号: 4 ページ: 600-606
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.06.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron stimulates plasma-activated medium-induced A549 cell injury (2016)
  • 著者名/発表者名: Adachi T, Nonomura S, Horiba M, Hirayama T, Kamiya T, Nagasawa H, HaraH
  • 雑誌名: Sci Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 20928-20928
  • DOI: 10.1038/srep20928
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Nordihydroguaiaretic acid disrupts the antioxidant ability of Helicobacter pylori through the repression of SodB activity in vitro. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsugawa, H., Mori, H., Matsuzaki, J., Masaoka, T., Hirayama, T., Nagasawa, H., Sakakibara, Y., Suematsu, M., Suzuki, H.
  • 雑誌名: Biomed. Res. Int. 巻: 2015 ページ: 734548-734548
  • DOI: 10.1155/2015/734548
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Ovarian endometriosis-associated stromal cells reveal persistently high affinity for iron (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Mori, F. Ito, L. W. Shi, C. Ishida, Y. Hattori, M. Niwa, T. Hirayama, H. Nagasawa, A. Iwase, F. Kikkawa, S. Toyokuni
  • 雑誌名: Redox Biology 巻: 6 ページ: 578-586
  • DOI: 10.1016/j.redox.2015.10.001
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Catalytic ferrous ion in amniotic fluid as a predictive marker of human maternal-fetal disorders (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Hattori, T. Mukaide, L. Jiang, T. Kotani, H. Tsuda, Y. Mano, S. Sumigawa, T. Hirayama, H. Nagasawa, F. Kikkawa, S. Toyokuni
  • 雑誌名: Journal of Clinical Biochemistry and Nurition 巻: 56 ページ: 57-63
  • 査読あり
• [雑誌論文] N-oxideの化学を利用した鉄(II)イオン蛍光プローブ分子の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山祐、丹羽正人、奥田健介、永澤秀子
  • 雑誌名: Chemical Biology 巻: 8 ページ: 9-11
  • オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Facile One-Pot Synthesis of [1, 2, 3]Triazolo[1, 5-a]Pyridines from 2-Acylpyridines by Copper(II)-Catalyzed Oxidative N―N Bond Formation (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Hirayama, S. Ueda, T. Okada, N. Tsurue, K. Okuda, and H. Nagasawa
  • 雑誌名: Chemistry A European Journal 巻: 20 号: 14 ページ: 4156-4162
  • DOI: 10.1002/chem.201302997
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydroxyl radicals cause fluctuation in intracellular ferrous ion levels upon light exposure during photoreceptor cell death (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Imamura, T. Hirayama, K. Tsuruma, M. Shimazawa, H. Nagasawa, and H. Hara
  • 雑誌名: Experimental Eye Research 巻: 129 ページ: 24-30
  • DOI: 10.1016/j.exer.2014.10.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Histological detection of catalytic ferrous iron with the selective turn-on fluorescent probe RhoNox-1 in a Fenton reaction-based rat renal carcinogenesis model. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mukaide T, Hatori Y, Misawa N, Funahashi S, Jiang L, Hirayama T, Nagasawa H,Toyokuni S
  • 雑誌名: Free Radic Res. 巻: 48 号: 9 ページ: 990-5
  • DOI: 10.3109/10715762.2014.898844
  • 査読あり
• [雑誌論文] A new class of high-contrast Fe(II) selective fluorescent probes based on spirocyclized scaffolds for visualization of intracellular labile iron delivered by transferrin. (2014)
  • 著者名/発表者名: Niwa, M., Hirayama, T., Okuda, K., Nagasawa, H.
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 12 号: 34 ページ: 6590-6597
  • DOI: 10.1039/c4ob00935e
  • 査読あり
• [学会発表] 生体内の鉄イオン変動を検出する新しいツール分子の開発と応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-24
  • 招待講演
• [学会発表] 二価鉄蛍光プローブの開発とがん細胞における鉄動態解析への応用 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐、丹羽 正人、永澤 秀子
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] 細胞中での拡散性を高めた鉄(II)イオン蛍光プローブの開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 丹羽 正人、平山 祐、奥田 健介、永澤 秀子
  • 学会等名: 日本薬学会第137年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] 二価鉄検出蛍光プローブの多色展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐、坪井 ひとみ、丹羽 正人、永澤 秀子
  • 学会等名: 日本酸化ストレス学会東海支部第5回学術集会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] A color series of fluorescent probes for detection of labile iron in living cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Tasuku Hirayama, Hitomi Tsuboi, Masato Niwa, Hideko Nagasawa
  • 学会等名: 8th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: Auckland, New Zealand
  • 年月日: 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a plasma membrane-anchoring Fe(II) probe based on N-oxide chemistry (2016)
  • 著者名/発表者名: Masato Niwa, Tasuku Hirayama, Hideko Nagasawa
  • 学会等名: 8th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference
  • 発表場所: Auckland, New Zealand
  • 年月日: 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] 生体内での鉄(II)イオン検出を目指した19F-MRIプローブ分子の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 萌恵、平山 祐、永澤 秀子
  • 学会等名: 第14回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2016-11-04
• [学会発表] 細胞内鉄(II)イオン濃度の変動を検出できる蛍光プローブの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丹羽 正人、平山 祐、奥田 健介、永澤 秀子
  • 学会等名: 第14回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2016-11-04
• [学会発表] 細胞小器官選択的鉄(II)イオンプローブによるフェロトーシス誘導路の鉄動態解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐、三木 彩路、丹羽 正人、永澤 秀子
  • 学会等名: 第14回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2016-11-04
• [学会発表] 多色化を目指した二価鉄蛍光プローブ群の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐、丹羽 正人、坪井 ひとみ、永澤 秀子
  • 学会等名: 第40回鉄バイオサイエンス学会学術集会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2016-09-10
• [学会発表] 細胞小器官選択的二価鉄蛍光プローブによる鉄依存的細胞死(Ferroptosisi)における鉄動態解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐、三木 彩路、丹羽 正人、永澤 秀子
  • 学会等名: 第10回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] Molecular imaging of iron metabolism during ferroptosis with a novel mitochondria-targeting fluorescent probe (2016)
  • 著者名/発表者名: Tasuku Hirayama, Masato Niwa, Satoki Kadota, Ayaji Miki, Kensuke Okuda, Hideko Nagasawa
  • 学会等名: World Molecular Imaging Conference 2016
  • 発表場所: New York, USA
  • 年月日: 2016-09-07
  • 国際学会
• [学会発表] 生きた細胞の中で鉄を見る (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐
  • 学会等名: 第29回生物無機化学夏季セミナー
  • 発表場所: 交野
  • 年月日: 2016-09-01
  • 招待講演
• [学会発表] 酸化ストレス源としての鉄イオンを観ることで分かってきたこと (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐
  • 学会等名: フリーラジカルスクール2016
  • 発表場所: 館山
  • 年月日: 2016-08-08
  • 招待講演
• [学会発表] 二価鉄イオン蛍光プローブの構造最適化とその応用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丹羽 正人、平山 祐、永澤 秀子
  • 学会等名: 第28回生体機能関連化学部会若手の会サマースクール
  • 発表場所: 蒲郡
  • 年月日: 2016-07-15
• [学会発表] 二価鉄イオンに応答してキノンメチドを発生するタンパク質標識プローブの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 深谷 忠徳、平山 祐、永澤 秀子
  • 学会等名: 創薬懇話会2016
  • 発表場所: 蓼科
  • 年月日: 2016-06-30
• [学会発表] がん細胞における二価鉄検出プローブによる鉄代謝イメージング (2016)
  • 著者名/発表者名: 三木 彩路、平山 祐、永澤 秀子
  • 学会等名: 創薬懇話会2016
  • 発表場所: 蓼科
  • 年月日: 2016-06-30
• [学会発表] 細胞膜上に局在する鉄(II)イオン検出蛍光プローブの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丹羽 正人、平山 祐、奥田 健介、永澤 秀子
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第11回年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2016-06-15
• [学会発表] ミトコンドリア局在型二価鉄蛍光プローブを使った鉄依存的細胞死の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 平山 祐、奥田 健介、永澤 秀子
  • 学会等名: 第20回日本がん分子標的治療学会学術集会
  • 発表場所: 別府
  • 年月日: 2016-05-30
• [学会発表] Development of Fe(II)-specific fluorescent probes to monitor cellular labile iron during oxidative stress-mediated biological events (2016)
  • 著者名/発表者名: Tasuku Hirayama
  • 学会等名: 第9回国際NO学会学術集会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2016-05-20
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 二価鉄イオン蛍光プローブの構造最適化と細胞内二価鉄イオン変動の可視化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 丹羽正人、平山祐、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 長波長鉄(II)イオン検出プローブの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坪井ひとみ、平山祐、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-26
• [学会発表] 生体組織内での鉄(II)イオン検出を目指した19F-MRIプローブ分子の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 萌恵、平山 祐、柳沢 大治郎、遠山 育夫、永澤 秀子
  • 学会等名: 病院薬剤師会東海ブロック・薬学会東海支部合同学術集会
  • 発表場所: 岐阜
• [学会発表] 二価鉄イオン検出蛍光プローブを用いたferroptosisにおける鉄動態解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三木 彩路、平山 祐、永澤 秀子
  • 学会等名: 病院薬剤師会東海ブロック・薬学会東海支部合同学術集会
  • 発表場所: 岐阜
• [学会発表] Development and applications of fluorescent probes for selective and turn-on detection of Fe(II) ion (2015)
  • 著者名/発表者名: Tasuku Hirayama, Masato Niwa, Kensuke Okuda, Hideko Nagasawa
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: ハワイ、米国
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a new class of high-contrast Fe(II) selective fluorescent probes based on spirocyclized scaffolds and its application (2015)
  • 著者名/発表者名: Masato Niwa, Tasuku Hirayama, Kensuke Okuda, Hideko Nagasawa
  • 学会等名: Pacifichem2015
  • 発表場所: ハワイ、米国
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] 鉄(II)イオン蛍光プローブ群の多色展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山祐、丹羽正人、坪井ひとみ、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 第9回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2015-09-10
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内小器官への局在性を持つ鉄(II)イオン蛍光プローブの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山祐、丹羽正人、門田聡基、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 第39回日本鉄バイオサイエンス学会学術集会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-08-29
• [学会発表] 鉄(II)イオンの生細胞イメージングプローブの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 平山祐
  • 学会等名: RIKEN Center of Life Science Technologies 分子イメージングセミナー
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-07-16
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞膜局在型二価鉄イオン蛍光プローブの開発とその応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 丹羽正人、平山祐、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [学会発表] 二価鉄イオン選択的蛍光プローブの開発と低酸素腫瘍細胞におけつ鉄イオンの挙動解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山祐、形部智世、池下幸恵、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 第12回がんとハイポキシア研究会
  • 発表場所: 佐賀
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-22
• [学会発表] 蛍光検出プローブを用いた二価鉄高感度検出への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山祐
  • 学会等名: 中部三公立新技術説明会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-10-10
• [学会発表] 赤色蛍光団を用いた鉄(II)イオン検出プローブの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 坪井ひとみ、平山祐、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 第8回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 細胞内における鉄(II)イオンを可視化する開口プローブ分子の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山祐、丹羽正人、門田聡基、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 第38会日本鉄バイオサイエンス学会学術集会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-09-06 – 2014-09-07
• [学会発表] Imaging study of intracellular labile iron with new N-oxide-based fluorescent probes (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirayama T., Imamura T., Niwa M., Okuda K., Nagasawa H.
  • 学会等名: The 37th Naito Conference
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-18
• [学会発表] 酸化ストレスにおける鉄(II)イオンを検出する蛍光プローブ分子の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平山祐、丹羽正人、門田聡基、今村知代、奥田健介、原英彰、永澤秀子
  • 学会等名: 第８７回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] スピロ環開閉環平衡の制御に基づく新規鉄(II)イオン検出蛍光プローブの開発とその応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 丹羽正人、平山祐、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 日本薬学会第１３４年会
  • 発表場所: 熊本大学
• [学会発表] ROS発生に関与する細胞内鉄イオンを可視化する蛍光分子の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山祐、丹羽正人、奥田健介、永澤秀子
  • 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: ウィンクあいち
• [学会発表] N-オキシドの化学を利用した鉄(II)イオン蛍光プローブ分子の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山祐、丹羽正人、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第８回年会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学
• [学会発表] ロドール骨格を有する新しい鉄(II)イオン検出蛍光プローブ分子の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 門田聡基、平山祐、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 第５９回日本薬学会東海支部総会・大会
  • 発表場所: 名城大学
• [学会発表] スピロ環開閉環平衡の制御を基盤とした鉄(II)イオン検出蛍光プローブの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 丹羽正人、平山祐、奥田健介、永澤秀子
  • 学会等名: 第７回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [産業財産権] 鉄(II)イオン検出剤及びそれを用いた検出方法 (2015)
  • 発明者名: 永澤秀子、平山祐
  • 権利者名: 岐阜市
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2015-01-16
  • 外国
• [産業財産権] 鉄(II)イオン検出剤およびそれを用いた検出方法 (2014)
  • 発明者名: 永澤秀子、平山祐
  • 権利者名: 永澤秀子、平山祐
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-01-17