がん細胞への配位子送達をトリガーとする抗がん剤の細胞内合成

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K15690
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小関 良卓 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80780634)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: SN-38 / 有機合成

研究実績の概要

本研究では副作用の無い抗がん治療法へ向けた新規コンセプト提唱を目指して、がん細胞内に豊富に存在する鉄イオンを利用した細胞内有機合成に取り組んだ。抗がん剤のモデル化合物としてはSN-38を採用し、その前駆体を細胞に与え細胞内にて分子骨格を形成させて活性を発現させることを目指した。SN-38は高い抗がん活性を有する化合物であり、そのプロドラッグである塩酸イリノテカンが乳がんや大腸がん等の様々な種類の固形がんの治療に幅広く利用されている。SN-38前駆体の合成はキノリン部分とラクタム部分をそれぞれ合成し、カップリング反応によるC環の構築と続く保護基の脱保護反応によりSN-38前駆体を得ることを計画した。
今年度はSN-38のDE環部分の合成法を改良を目指した反応条件の検討を行い、工程数の短縮および収率の向上に成功し、＃＃工程＃＃％でDE環を合成した。続いて、前年度に合成したSN-38のAB環とのカップリング反応によりABDE環を有する化合物の合成に成功した。さらに、細胞実験によりSN-38のC環が欠けたABDE環がSN-38と比較して1/＃＃以下のIC50値を示し、非常に低活性であることを確認した。今後、がん細胞内の鉄イオンを用いた反応によりC環を構築する条件を見出すことで、本コンセプトを実証したい。

研究成果

• [雑誌論文] Design of guaiazulene derivatives-conjugated podophyllotoxin nano-prodrug toward anticancer drug delivery (2022)
  • 著者名/発表者名: Maruoka Kiyotaka、Koseki Yoshitaka、Dao Anh Thi Ngoc、Suzuki Ryuju、Batbayar Anudari、Sugeno Nagaki、Umezawa Hirohito、Kasai Hitoshi
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: N/A ページ: 1～9
  • DOI: 10.1080/15421406.2022.2056384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polymeric functionalization of podophyllotoxin carrier-free drug nanoparticles for enhancing bioavailability and in?vitro cellular imaging (2022)
  • 著者名/発表者名: Taemaitree Farsai、Tamada Masamichi、Koseki Yoshitaka、Onodera Tsunenobu、Oikawa Hidetoshi、Kasai Hitoshi
  • 雑誌名: Molecular Crystals and Liquid Crystals 巻: N/A ページ: 1～7
  • DOI: 10.1080/15421406.2022.2052491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conversion of 2,5-Bis(hydroxymethyl)furan to Highly Oxidized Cyclopentenones under Catalyst-free Conditions in Water (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakatsuji Hirotaka、Kamishima Takaaki、Nonaka Toshiyuki、Koseki Yoshitaka、Kasai Hitoshi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 51 ページ: 497～499
  • DOI: 10.1246/cl.220027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of size-controlled SN-38 pure drug nanocrystals through an ultrasound-assisted reprecipitation method toward efficient drug delivery for cancer treatment (2021)
  • 著者名/発表者名: Koseki Yoshitaka、Ikuta Yoshikazu、Taemaitree Farsai、Saito Nozomi、Suzuki Ryuju、Dao Anh Thi Ngoc、Onodera Tsunenobu、Oikawa Hidetoshi、Kasai Hitoshi
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 572 ページ: 126265～126265
  • DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2021.126265
  • 査読あり
• [雑誌論文] Serum Albumin-treated SN-38 Prodrug Nanoparticles toward Cancer Treatment (2021)
  • 著者名/発表者名: Taemaitree Farsai、Koseki Yoshitaka、Dao Anh Thi Ngoc、Kasai Hitoshi
  • 雑誌名: Chemistry Letters 巻: 50 ページ: 1555～1558
  • DOI: 10.1246/cl.210253
  • 査読あり
• [学会発表] がん細胞内でのみ薬物を放出する新規薬剤ナノ粒子の作製と薬効評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 谷田恵太, 小関良卓, 鈴木龍樹, アンダオ, 笠井均
  • 学会等名: 日本化学会第102春季年会(2022
• [学会発表] 3級エステルを有するプロドラッグの合成とそのナノ粒子の抗がん活性評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 柴田暁貴, 小関良卓, 谷田恵太, 鈴木龍樹, Anh Thi Ngoc Dao, 笠井均
  • 学会等名: 日本化学会第102春季年会(2022
• [学会発表] 有機ナノ粒子の細胞内溶解過程を追跡できる高発光性ナノ粒子の開発 (2022)
  • 著者名/発表者名: 三木 佑太郎, Farsai Taemaitree, 鈴木 龍樹, 小関 良卓, Anh Dao, 橋本 塁人, 若宮 淳志, 笠井 均
  • 学会等名: 日本化学会第102春季年会(2022
• [学会発表] グアイアズレンの特異的な反応性を制御した カルボン酸誘導体の合成 (2021)
  • 著者名/発表者名: 丸岡清隆, 神島尭明, 小関良卓, 鈴木龍樹, Anh Thi Ngoc Dao, 村藤俊宏, 笠井均
  • 学会等名: 第118回有機合成シンポジウム
• [学会発表] Pharmacological activity of guaiazulene derivatives-conjugated PPT nano-prodrugs (2021)
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Maruoka, Yoshitaka Koseki, Anh Thi Ngoc Dao, Ryuju Suzuki, Batbayar Anudari, Nagaki Sugeno, Hirohito Umezawa, Hitoshi Kasai
  • 学会等名: KJF-ICOMEP2021
• [学会発表] Polymeric Functionalization of Podophyllotoxin Carrier-free Drug Nanoparticles for Enhancing Bioavailability and In Vitro Cellular Imaging (2021)
  • 著者名/発表者名: Farsai Taemaitree, Masamichi Tamada, Yoshitaka Koseki, Tsunenobu Onodera, Hidetoshi Oikawa, Hitoshi Kasai
  • 学会等名: KJF-ICOMEP2021
• [学会発表] ラマンおよび自家蛍光分光法を用いた生細胞内における薬剤ナノ粒子のラベルフリー動態追跡 (2021)
  • 著者名/発表者名: 町田雅斗, 杉村俊紀, 小関良卓, 笠井均, 梶本真司, 中林孝和
  • 学会等名: 第15回分子科学討論会
• [学会発表] Study on syntheses of guaiazulene carboxylic acid derivatives with controlled regiospecific reactivity (2021)
  • 著者名/発表者名: Kiyotaka Maruoka, Takaaki Kamishima, Yoshitaka Koseki, Ryuju Suzuki, Anh Thi Ngoc Dao, Toshihiro Murafuji, Hitoshi Kasai
  • 学会等名: 令和3年度化学系学協会東北大会
• [学会発表] Activity evaluation of a β-Lactamase-Activated Prodrug (2021)
  • 著者名/発表者名: Mitsuki Uehara, Yoshitaka Koseki, Ryuju Suzuki, Anh Thi Ngoc Dao, Hitoshi Kasai
  • 学会等名: 令和3年度化学系学協会東北大会
• [学会発表] Development of novel nano-prodrug based on tertiary hydroxyl substitution (2021)
  • 著者名/発表者名: Aki Shibata, Yoshitaka Koseki, Keita Tanita, Ryuju Suzuki, Anh Thi Ngoc Dao, Hitoshi Kasai
  • 学会等名: 令和3年度化学系学協会東北大会
• [学会発表] Fabrication of nano-prodrugs composed of hinokitiol-modified podophyllotoxin and their anticancer activity (2021)
  • 著者名/発表者名: Keita Tanita, Yoshitaka Koseki, Ryuju Suzuki, Anh Thi Ngoc Dao, Hitoshi Kasai
  • 学会等名: 令和3年度化学系学協会東北大会
• [学会発表] Catalytic Performance of Iron Phthalocyanine Nanoparticles in Aqueous (2021)
  • 著者名/発表者名: Hiroto Kimura, Ryuju Suzuki, Anh T. N. Dao, Yoshitaka Koseki, Hitoshi Kasai
  • 学会等名: 令和3年度化学系学協会東北大会
• [学会発表] Fabrication of highly fluorescent FRET NPs for the investigation of intracellular behavior (2021)
  • 著者名/発表者名: Yutaro Miki, Farsai Taemaitree, Ryuju Suzuki, Yoshitaka Koseki, Anh T.N. Dao, Ruito Hashimoto, Atsushi Wakamiya, Hitoshi Kasai
  • 学会等名: 14th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2021)
• [学会発表] チオール基による共有結合形成に基づいたナノ薬剤の表面修飾 (2021)
  • 著者名/発表者名: 小関良卓
  • 学会等名: 第8回東北大学若手アンサンブルワークショップ