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2017 年度 実績報告書

細胞小器官レベルの鉄代謝機構解明を目指す二価鉄イオン蛍光プローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J11637
研究機関岐阜薬科大学

研究代表者

丹羽 正人  岐阜薬科大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
キーワード蛍光プローブ / イメージング / 鉄
研究実績の概要

前年度までに、細胞膜、小胞体、ミトコンドリア、リソソーム、および細胞質を標的とした多様なオルガネラ標的二価鉄蛍光プローブの開発を達成した。当該年度では、これらを応用した蛍光イメージング研究に加え、二価鉄イオンに対してレシオ型の蛍光応答を示す細胞質拡散型プローブや、ヘム選択的な蛍光プローブの開発を実施した。
(1)小胞体局在型の二価鉄蛍光プローブ (RhoNox-4)を応用し、細胞内二価鉄イオン濃度の変動を引き起こす化合物を探索するためのハイスループットアッセイを実施した。薬効既知の3399化合物に関して調査したところ、最終的に7種のヒット化合物を得た。以上より、RhoNox-4は鉄代謝の変動を引き起こす化合物を探索するための研究ツールとして有用であり、基礎研究から創薬研究まで幅広い分野での貢献が期待される。
(2)細胞質拡散型のレシオ型二価鉄蛍光プローブの開発を実施したが、プローブの細胞内動態の問題から、有用なプローブ創出には至らなかった。しかしながらこの研究過程で、二価鉄イオンではなく遊離ヘムに対して選択的な蛍光応答を示すプローブ(HP1)を偶発的に見出した。生体内におけるヘムの挙動は、鉄代謝と密接な関係にあることに加え、鉄代謝と同様にその詳細な挙動は未解明であり興味深い。そこで、有用なヘム検出手段の確立を目的とし、HP1を基盤とした構造展開を実施した結果、よりヘム選択性の高いプローブ(HP5)を見出すことに成功した。本プローブは生体内における遊離ヘムの挙動を解明するための有用な研究ツールに成り得る。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Fe(II) Ion Release during Endocytotic Uptake of Iron Visualized by a Membrane-Anchoring Fe(II) Fluorescent Probe2018

    • 著者名/発表者名
      Niwa Masato、Hirayama Tasuku、Oomoto Ikumi、Wang Dan Ohtan、Nagasawa Hideko
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1021/acschembio.7b00939

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A universal fluorogenic switch for Fe(ii) ion based on N-oxide chemistry permits the visualization of intracellular redox equilibrium shift towards labile iron in hypoxic tumor cells2017

    • 著者名/発表者名
      Hirayama Tasuku、Tsuboi Hitomi、Niwa Masato、Miki Ayaji、Kadota Satoki、Ikeshita Yukie、Okuda Kensuke、Nagasawa Hideko
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 8 ページ: 4858~4866

    • DOI

      10.1039/C6SC05457A

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 遊離ヘムを選択的に検出可能なレシオ型蛍光プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      丹羽正人、平山祐、永澤秀子
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
  • [学会発表] 鉄制御分子の創出を目指した二価鉄イオン蛍光プローブによるハイスループットスクリーニング2018

    • 著者名/発表者名
      廣澤舟作、丹羽正人、平山祐、永澤秀子
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
  • [学会発表] 二価鉄イオン選択的蛍光スイッチとしてのN-オキシドの化学の確立と細胞内鉄イオンレドックス平衡の解析2017

    • 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70回日本酸化ストレス学会学術集会
  • [学会発表] Development of a membrane-anchoring Fe(II) fluorescent probe2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Niwa, Tasuku Hirayama, Hideko Nagasawa
    • 学会等名
      A3若手ミーティング
  • [学会発表] 二価鉄イオン蛍光プローブの構造最適化とハイスループットアッセイへの展開2017

    • 著者名/発表者名
      平山祐、丹羽正人、廣澤舟作、永澤秀子
    • 学会等名
      第11回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] 細胞質中での拡散性を示す鉄(II)イオン蛍光プローブの開発とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      丹羽正人、平山祐、永澤秀子
    • 学会等名
      第35回メディシナルケミストリーシンポジウム
  • [学会発表] Development of a plasma membrane-anchoring Fe(II)-selective fluorescent probe2017

    • 著者名/発表者名
      Masato Niwa, Tasuku Hirayama, Hideko Nagasawa
    • 学会等名
      The Second A3 Roundtable Meeting on Asia Chemical Probe Research Hub
    • 国際学会
  • [備考] 薬化学研究室

    • URL

      http://sv1.gifu-pu.ac.jp/lab/yakka/

  • [産業財産権] 蛍光プローブ2018

    • 発明者名
      永澤秀子、平山祐、丹羽正人
    • 権利者名
      岐阜市
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2018-34775

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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