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2023 年度 実績報告書

がん特異的酵素活性の網羅的探索とこれに基づく革新的中性子捕捉療法プローブの創製

研究課題

研究課題/領域番号 19H05632
研究機関東京大学

研究代表者

浦野 泰照  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20292956)

研究分担者 石沢 武彰  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 教授 (10422312)
田村 磨聖  大阪大学, 核物理研究センター, 特任講師(常勤) (20747109)
研究期間 (年度) 2019-06-26 – 2024-03-31
キーワード蛍光プローブ / 中性子捕捉療法 / 量子化学計算 / がん / バイオマーカー
研究実績の概要

本研究課題では、がん特異的バイオマーカー酵素の発見、術中迅速・精密蛍光イメージングプローブの開発、深部微小がんの選択的治療を実現するBNCTプローブの創製を目指し、最終年度は以下の成果を得た。
まず、多色展開を可能とする新規蛍光プローブとして、Protide化学に基づくモジュール型設計が可能な蛍光プローブ母核を新たに考案し、これに基づき各種カルボキシペプチダーゼ活性を鋭敏かつ様々な蛍光波長で検出可能な蛍光プローブ群の開発に成功した。すなわち本設計法は酵素反応部位、発蛍光性色素母核、酵素応答性に関与するリンカーを、それぞれモジュールとして扱うことが可能であり、実際にCPMやPSMA活性を検出する青色、緑色、赤色の蛍光プローブを同時に開発することにも成功し、本成果をJ. Am. Chem. Soc.に公表し、プレスリリースも行った。
次に、前年度に局所投与によるBNCT治療効果がモデルマウス実験で確認された、BNCTプローブ(EP-4OCB-FMA)の全身投与による治療を目指し、まずその血中半減期を測定したところ0.40時間と推定された。カルボランを含まないEP-FMAの血中半減期は計算できないほど短かったことから、カルボラン骨格がアルブミンと相互作用することによって、血中半減期がかなり延長されたことが示唆された。しかし一方で、0.40時間という血中半減期は十分とは言えず、実際にがんモデルマウスへの全身投与で、がん部位に十分な量のホウ素原子は蓄積せず、尿中に高濃度のホウ素が検出された。これらの結果から、より強固にアルブミンと相互作用する部位を有する新規プローブを合成し、in vitro酵素反応性の確認をまず完了し、現在、生細胞での蓄積ホウ素原子評価を行っている。今後は、2024年度の中性子線照射マシンタイムを活用して、マウスモデルへの全身投与によるBNCT実験を行う予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2024 2023 2019

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (26件) (うち国際学会 8件、 招待講演 16件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Modular Design Platform for Activatable Fluorescence Probes Targeting Carboxypeptidases Based on ProTide Chemistry2024

    • 著者名/発表者名
      Kuriki Yugo、Sogawa Mari、Komatsu Toru、Kawatani Minoru、Fujioka Hiroyoshi、Fujita Kyohhei、Ueno Tasuku、Hanaoka Kenjiro、Kojima Ryosuke、Hino Rumi、Ueo Hiroki、Ueo Hiroaki、Kamiya Mako、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 146 ページ: 521~531

    • DOI

      10.1021/jacs.3c10086

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Activity-Based Fluorescence Diagnostics for Cancer2024

    • 著者名/発表者名
      Fujita Kyohhei、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Chemical Reviews

      巻: 124 ページ: 4021~4078

    • DOI

      10.1021/acs.chemrev.3c00612

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advancement of fluorescent aminopeptidase probes for rapid cancer detection?current uses and neurosurgical applications2024

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Takenori、Tanaka Shota、Kitagawa Yosuke、Sakaguchi Yusuke、Kamiya Mako、Takayanagi Shunsaku、Takami Hirokazu、Urano Yasuteru、Saito Nobuhito
    • 雑誌名

      Frontiers in Surgery

      巻: 11 ページ: 1298709

    • DOI

      10.3389/fsurg.2024.1298709

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A general fluorescence off/on strategy for fluorogenic probes: Steric repulsion-induced twisted intramolecular charge transfer (sr-TICT)2024

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka Kenjiro、Ikeno Takayuki、Iwaki Shimpei、Deguchi Sayaka、Takayama Kazuo、Mizuguchi Hiroyuki、Tao Fumiya、Kojima Nobuhiko、Ohno Hisashi、Sasaki Eita、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Maeda Kazuya、Kusuhara Hiroyuki、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 10 ページ: eadi8847

    • DOI

      10.1126/sciadv.adi8847

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of pancreatic chymotrypsin activity for on-site prediction of clinically relevant postoperative pancreatic fistula2024

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Genki、Ishizawa Takeaki、Kuriki Yugo、Kamiya Mako、Ichida Akihiko、Kawaguchi Yoshikuni、Akamatsu Nobuhisa、Kaneko Junichi、Arita Junichi、Kokudo Norihiro、Urano Yasuteru、Hasegawa Kiyoshi
    • 雑誌名

      Pancreatology

      巻: 24 ページ: 169~177

    • DOI

      10.1016/j.pan.2023.11.017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thioester‐Based Coupled Fluorogenic Assays in Microdevice for the Detection of Single‐Molecule Enzyme Activities of Esterases with Specified Substrate Recognition2023

    • 著者名/発表者名
      Ukegawa Tatsuya、Komatsu Toru、Minoda Mayano、Matsumoto Takuya、Iwasaka Takumi、Mizuno Tadahaya、Tachibana Ryo、Sakamoto Shingo、Hanaoka Kenjiro、Kusuhara Hiroyuki、Honda Kazufumi、Watanabe Rikiya、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Advanced Science

      巻: 11 ページ: e2306559

    • DOI

      10.1002/advs.202306559

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Real-Time Fluorescence Imaging to Identify Cholangiocarcinoma in the Extrahepatic Biliary Tree Using an Enzyme-Activatable Probe2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Ryugen、Ishizawa Takeaki、Inagaki Yoshinori、Tanaka Mariko、Ogasawara Akira、Kuriki Yugo、Fujita Kyohhei、Kamiya Mako、Ushiku Tetsuo、Urano Yasuteru、Hasegawa Kiyoshi
    • 雑誌名

      Liver Cancer

      巻: 12 ページ: 590~602

    • DOI

      10.1159/000530645

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Discovery of a cystathionine γ-lyase (CSE) selective inhibitor targeting active-site pyridoxal 5′-phosphate (PLP) via Schiff base formation2023

    • 著者名/発表者名
      Echizen Honami、Hanaoka Kenjiro、Shimamoto Kazuhito、Hibi Ryota、Toma-Fukai Sachiko、Ohno Hisashi、Sasaki Eita、Komatsu Toru、Ueno Tasuku、Tsuchiya Yukihiro、Watanabe Yasuo、Otsuka Takao、Saito Hiroaki、Nagatoishi Satoru、Tsumoto Kouhei、Kojima Hirotatsu、Okabe Takayoshi、Shimizu Toshiyuki、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 16456

    • DOI

      10.1038/s41598-023-43536-6

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of fluorogenic substrates for colorectal tumor-related neuropeptidases for activity-based diagnosis2023

    • 著者名/発表者名
      Nagano Norimichi、Ichihashi Yuki、Komatsu Toru、Matsuzaki Hiroyuki、Hata Keisuke、Watanabe Toshiaki、Misawa Yoshihiro、Suzuki Misa、Sakamoto Shingo、Kagami Yu、Kashiro Ayumi、Takeuchi Keiko、Kanemitsu Yukihide、Ochiai Hiroki、Watanabe Rikiya、Honda Kazufumi、Urano Yasuteru
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 14 ページ: 4495~4499

    • DOI

      10.1039/d2sc07029d

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Chemical Medicine: Development of novel chemistry-based theranostics technologies for cancer2024

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      The 11th Takeda Science Foundation Symposium on PharmSciences
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 抗原に結合して活性が上昇する生体直交性レポーター加水分解酵素の開発2024

    • 著者名/発表者名
      木地陸揮、小嶋良輔、王子儀、清家直樹、浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
  • [学会発表] A novel cancer imaging strategy achieving high signal-to-noise ratio with a bio-orthogonal, engineered probe-reporter enzyme pair2024

    • 著者名/発表者名
      Ziyi Wang, Ryosuke Kojima, Kyohhei Fujita, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      The 11th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification and utilization of biomarker enzyme activities for the development of cancer imaging probes and anticancer prodrugs2024

    • 著者名/発表者名
      Kyohhei Fujita, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      The 11th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 国際学会
  • [学会発表] 抗原認識タンパク質上に導入した蛍光団のスピロ環化制御による新規抗原検出法の開発2024

    • 著者名/発表者名
      清家直樹、中館眞美子、小嶋良輔、浦野泰照
    • 学会等名
      日本薬学会第144年会
  • [学会発表] Development of novel fluorogenic probes for antigens by utilizing DARPin-Silicon pyronine conjugates2024

    • 著者名/発表者名
      Mamiko Nakadate, Ryosuke Kojima, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      The 11th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a fluorogenic probe for an antigen based on a conjugate of an environment-sensitive fluorophore and an antibody mimetic2024

    • 著者名/発表者名
      Naoki Seike, Ryosuke Kojima, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      The 11th Takeda Science Foundation Symposium on PharmaSciences
    • 国際学会
  • [学会発表] 化学と酵素を活用した新たながんセラノスティクス医療2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      In vivoイメージングフォーラム2023
    • 招待講演
  • [学会発表] ケミカルメディシン ~ 化学に基づく新たながん医療技術創製 ~2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第1回EPOC/CPOTレクチャー形式セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵素活性の可視化・活用を軸とする、新たな低分子がんセラノスティクス技術の創製2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第61回日本癌治療学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of enzyme-activatable fluorescence probes for intraoperative rapid cancer imaging2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      SICS-OMICS Cancer Organoids: Domain Expansion
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Intraoperative fluorescence imaging probes for gastric cancer2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      KINGCA WEEK 2023
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemical Medicine: Development of novel chemistry-based theranostics technologies for cancer2023

    • 著者名/発表者名
      Yasuteru Urano
    • 学会等名
      FASEB Science Research Conferences; The Optical Probes Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光機能性プローブの論理的開発に基づく新たながん医療技術の創製2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      2023光化学討論会
    • 招待講演
  • [学会発表] 低分子ケミカルプローブ・治療薬で実現する新たながんセラノスティクス医療2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第3回鹿児島がんと代謝セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオマーカー酵素活性の発見・同定・活用による、新たながん蛍光ガイド手術・治療技術の創製2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      日本蛍光ガイド手術研究会 第6回学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 低分子ケミカルプローブによるがんの迅速可視化と新たなセラノスティクス医療への展開2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第63回ニューロ・オンコロジィの会
    • 招待講演
  • [学会発表] 術中迅速がん可視化プローブの開発と医療蛍光イメージングの未来2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第45回日本光医学・光生物学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 新たな疾患検出・患者層別化に向けた、蛍光プローブ群の各種新鮮臨床検体への適用によるライブ酵素活性データ群の取得2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第5回日本メディカルAI学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] ケミカルメディシン ~化学に基づく新たな医療技術創製~2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第22回山梨医学フォーラム
    • 招待講演
  • [学会発表] ケミカルメディシン:化学に基づく新たながんセラノスティクス医療の実現2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第74回日本電気泳動学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] オリジナル蛍光プローブの開発による術中微小がんイメージングと治療応用2023

    • 著者名/発表者名
      浦野 泰照
    • 学会等名
      第31回日本医学会総会
    • 招待講演
  • [学会発表] Bio-orthogonalな蛍光プローブ・改変酵素ペアを用いた新規がんイメージング手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      王子儀、小嶋良輔、藤田恭平、浦野泰照
    • 学会等名
      第17回日本分子イメージング学会総会・学術集会
  • [学会発表] A novel cancer imaging strategy by utilizing a bio-orthogonal, engineered fluorescence probe・reporter enzyme pair2023

    • 著者名/発表者名
      王子儀、小嶋良輔、藤田恭平、浦野泰照
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] Rapid intraoperative imaging of cancer with small-molecule fluorescence probes2023

    • 著者名/発表者名
      Kyohhei Fujita, Yasuteru Urano
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会
  • [学会発表] バイオマーカー酵素活性の同定と活用による新規がん医療の創製2023

    • 著者名/発表者名
      藤田恭平、浦野泰照
    • 学会等名
      第17回バイオ関連化学シンポジウム
  • [産業財産権] がん特異的酵素活性を標的とした新規プロドラッグ型抗がん剤2024

    • 発明者名
      浦野泰照、藤田恭平、内海武憲
    • 権利者名
      浦野泰照、藤田恭平、内海武憲
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2024-022432
  • [産業財産権] がん特異的酵素活性を利用したプロドラッグ型抗がん剤2019

    • 発明者名
      浦野泰照、神谷真子、林健人
    • 権利者名
      東京大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      11655269、米国
    • 外国

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公開日: 2024-12-25  

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