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2019 年度 実績報告書

機能多様性ペプチド複合中分子の高効率合成と生体内機能発現

計画研究

研究領域反応集積化が導く中分子戦略:高次生物機能分子の創製
研究課題/領域番号 15H05843
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

田中 克典  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 主任研究員 (00403098)

研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワード有機化学 / 中分子 / ペプチド / 天然物 / 生体内合成化学治療
研究実績の概要

平成30年度までの研究において、報告者が開発した生体内で使用できる遷移金属触媒反応を使用することによって、がん細胞表面に様々な生物活性分子を共有結合させることに成功した。さらにこの研究の際に、ある種の中分子を遷移金属触媒を用いてがん細胞に導入すると、がん細胞の増殖を効果的に抑制できることがインビトロレベルでの実験で判明した。そこで平成31年度では、その活性化機構を解明するとともに、がん増殖を抑制する中分子をマウス内のがん組織に複合化することによって、生体内で直接がん治療することを試みた。
すなわち、ヌードマウスに担持したHeLaがんに対して、これを生体内でも高度に認識する糖鎖やペプチドをクラスターとしたタンパク質を投与して、分子イメージングによりその体内動態を追跡したところ、高いがん部位への集積が見られた。そこで、このタンパク質複合体を「遷移金属の運び屋」として用い、まず金属触媒をがん組織に効率的に担持した。その後、この遷移金属触媒に選択的に反応する活性化基を持つ中分子をマウス内に導入し、マウスレベルでもがん増殖が抑制できるかどうかについて検証した。その結果、直接がん組織に投与した場合にも、尾静脈から投与した場合にも顕著にがんの増殖を抑えることに成功した。
さらに、このがん増殖阻害の機構について分子生物学的な手法を用いて解析したところ、がん細胞にこの中分子が複合化することによって、強いアポトーシスが誘導されていることが判明した。このように、マウス内での遷移金属触媒反応を効率的に実施することにより、中分子を望むがん組織で反応させ、がんを治療することに世界で初めて成功した。平成30年度までに実施した中分子複合化の知見を総合的に用いて、本領域最終年度に「インビボ有機合成化学」による画期的な抗がん治療の戦略を確立した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

*触媒駆動型センサーによってエチレンの可視化に成功 東工大と理研(財経新聞)*エチレンを可視化 植物や果物特定部位蛍光検出(化学工業日報・朝刊)、*疾患部位で抗がん剤合成 理研など生体内化学療法(化学工業日報・朝刊)、*乳がん手術中 素早く組織判定(日経産業新聞・朝刊)、*乳製品中のアクロレイン付加物 迅速・簡便に検出(科学新聞)、*有機合成反応で食品の品質管理(Foods Channel)

  • 研究成果

    (62件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (42件) (うち国際学会 7件、 招待講演 16件) 備考 (4件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Kazan Federal University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      Kazan Federal University
  • [国際共同研究] Max-Planck Institute(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max-Planck Institute
  • [国際共同研究] University of Strasbourg(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      University of Strasbourg
  • [雑誌論文] Cancer discrimination by on-cell N-glycan ligation2020

    • 著者名/発表者名
      S. Nomura, Y. Egawa, S. Urano, T. Tahara, Y. Watanabe, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Commun. Chem.

      巻: 3, 26 ページ: n/a

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s42004-020-0270-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Artificial glycoproteins as a scaffold for targeted drug therapy2020

    • 著者名/発表者名
      K. Vong, T. Yamamoto, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Small

      巻: 1906890 ページ: n/a

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/smll.201906890

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unlocking the therapeutic potential of artificial metalloenzymes2020

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka, K. Vong
    • 雑誌名

      Proc. Jpn. Acad. Ser. B.

      巻: 96巻1号 ページ: 79-94

    • DOI

      https://doi.org/10.2183/pjab.96.007

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 海産天然物 ageladine A の効率合成を基盤とした構造展開と新規活性探索2020

    • 著者名/発表者名
      岩田隆幸, 深瀬浩一, 中尾洋一, 田中克典
    • 雑誌名

      有機合成化学協会誌

      巻: 78巻1号 ページ: 51-59

    • DOI

      https://doi.org/10.5059/yukigoseikyokaishi.78.51

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An artificial metalloenzyme biosensor can detect ethylene gas in fruits and Arabidopsis leaves2019

    • 著者名/発表者名
      K. Vong, S. Eda, Y. Kadota, I. Nasibullin, T. Wakatake, S. Yokoshima, K. Shirasu, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 10 ページ: 5746

    • DOI

      https://doi.org/10.1038/s41467-019-13758-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glycoconjugates and Glycoclusters as New Drug Delivery Molecules for In Vivo Molecular Imaging and Therapeutics2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka、 In Glycoscience: Basic Science to Applications, N. Taniguchi, T. Endo, J. Hirabayashi, S. Nishihara, K. Kadomatsu, K. Akiyoshi, and K. F. Aoki-Kinoshita (eds)
    • 雑誌名

      Springer

      巻: - ページ: 56-57

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/978-981-13-5856-2_1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The core fucose on an IgG antibody is an endogenous ligand of Dectin-12019

    • 著者名/発表者名
      Y. Manabe, R. Marchetti, Y. Takakura, M. Nagasaki, W. Nihei, T. Takebe, K. Tanaka, K. Kabayama, F. Chiodo, S. Hanashima, Y. Kamada, E. Miyoshi, H. P. Dulal, Y. Yamaguchi, Y. Adachi, N. Ohno, H. Tanaka, A. Silipo, K. Fukase, A. Molinaro
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 58, issue51 ページ: 18697-18702

    • DOI

      https://doi.org/10.1002/anie.201911875

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In vivo glycan pattern recognition towards drug delivery system and therapeutic in vivo synthetic chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      K. Tanaka
    • 雑誌名

      Trend In Glycoscience and Glycotechnology (TIGG)

      巻: 31 ページ: SE61-62

    • DOI

      n/a

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Biocompatibility and therapeutic potential of glycosilated albumin artificial metalloenzymes2019

    • 著者名/発表者名
      S. Eda, I. Nasibullin, K. Vong, N. Kudo, M. Yoshida, A. Kurbangalieva, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Nature Catal.

      巻: n/a ページ: n/a

    • DOI

      doi: 10.1038/s41929-019-0317-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Tetramethylrhodamine is an essential scaffold of azide probe in detecting cellular acrolein2019

    • 著者名/発表者名
      A. R. Pradipta, M. Fujii, T. Tanei, K. Morimoto, K. Shimazu, S. Noguchi, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Bioorg. Med. Chem.

      巻: 27 ページ: 2228-2234

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.bmc.2019.04.026

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chemical sensing of acrolein-amine conjugates for food quality control: A case study of milk products2019

    • 著者名/発表者名
      A. Kishimoto, S. Nomura, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Bull. Chem. Soc. Jpn.

      巻: 92, No.6 ページ: 1018-1023

    • DOI

      https://doi.org/10.1246/bcsj.20190010

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] "Click-to-sense" acrolein probe allows highly discriminative, rapid, low-cost and easy-to-perform diagnosis of breast cancer morphology in live tissues2019

    • 著者名/発表者名
      T. Tanei, A. R. Pradipta, K. Morimoto, M. Fujii, J.-I. Ikeda, E. Morii, S. Noguchi, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Breast J.

      巻: 44 (S1) ページ: S26-S27

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/S0960-9776(19)30134-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] HSA-based metal carrier system for therapeutic in vivo synthetic chemistry2020

    • 著者名/発表者名
      Peni Ahmadi, Yasuko Egawa, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Application of N-glycoalbumin-Au metalloenzyme for in vivo tumor treatment2020

    • 著者名/発表者名
      Igor Nasibullin, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 金錯体を活性中心に持つ新規生体内触媒の開発と治療への展開2020

    • 著者名/発表者名
      山本智也、Tsungche Chang、Kenward Vong、田中克典
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 実用化を目指した糖鎖複合化理研クリックプローブの安定性と反応性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      中村佳代、村瀬健文、下田泰治、田中克典
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Targeted delivery of an inhibitor of glycosyltransferase to cancer cells2020

    • 著者名/発表者名
      Tsungche Chang, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Towards in vivo gold (III)-catalyzed chemical glycosylation for targeting cancer cells2020

    • 著者名/発表者名
      Yixuan Lin, Tsungche Chang, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Biofunctional study and therapeutic application by chemical modification of biomolecules2020

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] アルファ線がん治療実現のため211At標識抗体の実用的合成2020

    • 著者名/発表者名
      藤木勝将、田中克典
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Artificial metalloenzyme biosensor of ethylene gas in fruits and plants2020

    • 著者名/発表者名
      Kenward Vong, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 酵素結合型糖鎖クラスターによる治療戦略2020

    • 著者名/発表者名
      野村昌吾、高橋美穂子、坂本健作、田中克典
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Aqueous metathesis approach toward in vivo aromatic synthesis2020

    • 著者名/発表者名
      Ivan Smirnov, Igor Nasibullin, Almira Kurbangalieva, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] Reactivity of acrolein released from cancer cells: Application for selective cancer therapy2020

    • 著者名/発表者名
      Ambara R. Pradipta, Peni Ahmadi, Motoko Fujii, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] ルテニウム触媒による反応活性種の生成とタンパク修飾への応用2020

    • 著者名/発表者名
      六車共平、田中克典
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
  • [学会発表] 自然から学ぶ最先端生命化学ー中西香爾先生が生命化学に遺したものー2020

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内合成化学治療2020

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      第15回理研「バイオものづくり」シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] Therapeutic in vivo synthetic chemistry: Metal-catalyzed cell surface gylcosylation2020

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      International Symposium on Glyco-lipidologue
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 糖鎖を動物内での分子キャリアとする未来の有機合成化学と創薬化学ー生体内合成化学治療ー2020

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      田辺三菱製薬講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] Therapeutic in vivo synthetic chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      The 18th Asian Chemical Congress and the 20th General Assembly of the Federation of Asian Chemical Societies
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体内合成化学治療2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      第50回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内合成化学治療2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      第2回有機合成化学講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内有機合成による生物機能分子の創製2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 招待講演
  • [学会発表] え?!そこにこだわる有機合成化学?2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 招待講演
  • [学会発表] フラスコを使うだけが化学じゃない?体内で有機化学を行って病気を治したい!2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      第9回CSJ化学フェスタ2019
    • 招待講演
  • [学会発表] 抗体結合ペプチドを利用した抗体修飾反応の開発2019

    • 著者名/発表者名
      六車共平、田中克典
    • 学会等名
      新領域開拓課題「Chemical Probe」第二回合同合宿セミナー
  • [学会発表] 細胞選択的に反応を触媒する新規金属錯体の開発2019

    • 著者名/発表者名
      山本智也、田中克典
    • 学会等名
      新領域開拓課題「Chemical Probe」第二回合同合宿セミナー
  • [学会発表] 効率的な糖鎖アルブミンライブラリーの合成研究2019

    • 著者名/発表者名
      中村佳代、田中克典
    • 学会等名
      新領域開拓課題「Chemical Probe」第二回合同合宿セミナー
  • [学会発表] Toward in vivo gold (III) comples-catalyzed glycosylation2019

    • 著者名/発表者名
      張宗哲、田中克典
    • 学会等名
      新領域開拓課題「Chemical Probe」第二回合同合宿セミナー
  • [学会発表] ペプチドと糖鎖の協奏的な相互作用を利用した細胞認識2019

    • 著者名/発表者名
      野村昌吾、田中克典
    • 学会等名
      新領域開拓課題「Chemical Probe」第二回合同合宿セミナー
  • [学会発表] フロリド剤としてのトリフルオロボレートと選択的脱シリル化反応2019

    • 著者名/発表者名
      藤木勝将、田中克典
    • 学会等名
      新領域開拓課題「Chemical Probe」第二回合同合宿セミナー
  • [学会発表] Acrolein sensor for rapid intraoperative diagnosis of breast cancer2019

    • 著者名/発表者名
      Ambara R. Pradipta, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      新領域開拓課題「Chemical Probe」第二回合同合宿セミナー
  • [学会発表] 生体内合成化学治療2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      2019年先端化学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] Ruthenium-based artificial metalloenzyme for therapeutic in vivo synthetic chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Igor Nasibullin, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      RIKEN-Max Planck Joint Research Center for System Chemical Biology the Seventh Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of biocompatible gold-catalysts for in vivo therapeutic applications2019

    • 著者名/発表者名
      Kenward Vong, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      RIKEN-Max Planck Joint Research Center for System Chemical Biology the Seventh Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and biological applications of glycoconjugates for cancer therapy2019

    • 著者名/発表者名
      Tsung-Che Chang, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      RIKEN-Max Planck Joint Research Center for System Chemical Biology the Seventh Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthetic approaches in plants, foods and fishes2019

    • 著者名/発表者名
      Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      RIKEN-Max Planck Joint Research Center for System Chemical Biology the Seventh Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生体高分子のタブルクリック標識に基づく次世代セラノスティクス2019

    • 著者名/発表者名
      藤木勝将、田中克典
    • 学会等名
      第61回天然有機化合物討論会
  • [学会発表] 生体内糖鎖合成2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      令和元年 TIA ナノバイオサマースクール(糖鎖・レクチン)
    • 招待講演
  • [学会発表] Marine natural product as a source of potential therapeutic in vivo synthetic chemistry2019

    • 著者名/発表者名
      Peni Ahmadi, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      World Class Scholar Symposium
    • 国際学会
  • [学会発表] 生体内合成化学医療/体内で治療診断分子を合成する2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      第31回万有札幌シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内合成化学治療2019

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      第54回天然物化学談話会
    • 招待講演
  • [学会発表] Tanaka's group diving for biocompatibility2019

    • 著者名/発表者名
      Igor Nasibullin, Kenward Vong, Shohei Eda, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      Chemical Probe Workshop
  • [学会発表] 生体内での細胞選択的治療を可能とする糖鎖付加人工金属酵素2019

    • 著者名/発表者名
      Kenward Vong
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会 第14回年会
  • [備考] がんを指紋認証のように認識・標識化する技術 -生体内のがん組織を識別する新たな診断法へ-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20200309_1/index.html

  • [備考] 触媒駆動型の生体内エチレンセンサー -植物や果物の特定部位で産生されるエチレンの可視化に成功-

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2019/20191217_2/

  • [備考] 触媒的「現地合成」によるがん治療 -生体内の狙った疾患部位で働く糖鎖付加人工金属酵素の開発-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2019/20190702_1/

  • [備考] 有機合成反応で食品の品質管理 -乳製品に含まれるアクロレイン付加物を迅速・簡便に検出-

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2019/20190517_1/

  • [産業財産権] 新規な人工タンパク質触媒2019

    • 発明者名
      田中克典、Kenward Vong、下田泰治
    • 権利者名
      糖鎖工学研究所(下田泰司)
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2019/097739

URL: 

公開日: 2021-01-27  

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