多重共鳴NMR法を用いた生体内化学反応プロセスの動的挙動解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23710268
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 山田 久嗣 京都大学, 先端医工学研究ユニット, 助教 (80512764)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 細胞内化学反応 / 多重共鳴 NMR / 分子プローブ / NMR イメージング

研究概要

核磁気共鳴(NMR/MR)技術は、生体内での化学反応をその場解析可能な有望な手法である。本課題では、(1) 三重共鳴 NMR 法を in vivo 代謝反応解析に応用して、抗がん剤の副作用発現に関連するウラシル異化代謝反応のその場解析に成功した。(2) 高感度化多重共鳴分子プローブとして二重ラベル化生体適合性高分子プローブ(13C/15N-PMPC)を開発した。マウス肝臓組織抽出液中において、本プローブの1H-{13C-15N} 三重共鳴シグナルのみが選択的に検出されること、またそのシグナル感度が nM オーダーに達することを明らかにした。(3) 多重共鳴 NMR 法を MR 画像化法に応用した結果、内在性ノイズシグナルを抑制し13C/15N-PMPC のみの多重共鳴 MR 画像化に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Ruthenium Complexes with Hydrophobic Ligands that are Key Factors for Optical Imaging of Physiological Hypoxia (2013)
  • 著者名/発表者名: Komatsu, H.; Yoshihara, K.; Yamada, H.; Kimura, Y.; Son, A.; Nishimoto, S.; Tanabe, K.
  • 雑誌名: Chem. Eur. J 巻: 19 ページ: 1971-1977
  • DOI: DOI:10.1002/chem.201202809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transporting Excess Electrons along Potential Energy Gradients Provided by 2'-Deoxyuridine Derivatives in DNA (2012)
  • 著者名/発表者名: Ito, T.; Hamaguchi, Y.; Tanabe, K.; Yamada, H.; Nishimoto, S
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. 巻: 51 ページ: 7558-7561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Substrate/Product-Targeted NMR Monitoring of Pyrimidine Catabolism and Its Inhibition by a Clinical Drug (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Mizusawa, K.; Igarashi, R.; Tochio, H.; Shirakawa, M.; Tabata, Y.; Kimura, Y.; Kondo, T.; Aoyama, Y.; Sando, S
  • 雑誌名: ACS Chem. Biol. 巻: 7 ページ: 535-542
  • DOI: DOI:10.1021/cb2003972
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis and Photooxidation of Oligodeoxynucleotides Containing 5-Dimethylaminocytosine as an Efficient Hole-Trapping Site in the Positive-Charge Transfer through DNA duplexes (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Kurata, M.; Tanabe, K.; Ito, T.; Nishimoto, S
  • 雑誌名: Org. Biomol. Chem. 巻: 10 ページ: 2035-2043
  • DOI: DOI:10.1039/c2ob06642d
  • 査読あり
• [雑誌論文] In Situ Analysis of [8-13C-7-15N]-Double-Labelled Theophylline by a Triple Resonance NMR Technique (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, K.; Ueki, R.; Yamada, H.; Aoyama, Y.; Nonaka, H.; Sando, S
  • 雑誌名: Anal. Methods 巻: 7 ページ: 1664-1666
  • DOI: DOI:10.1039/c1ay05100h
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Functionalized Oligodeoxynucleotides and Photochemical One-Electron Oxidation of 5-Methylcytosine in DNA (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, K.; Yamada, H.; Nishimoto S.
  • 雑誌名: J. Synth. Org. Chem. Jpn 巻: 69 ページ: 814-822.
  • 査読あり
• [学会発表] 安定同位元素を集積化した生体適合性高分子プローブの合成と多重共鳴 NMR 法による機能評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 長谷川嘉則、山田久嗣、木村 祐、杤尾豪人、白川昌宏、杉原文徳、今井宏彦、高山裕生、松田哲也、矢野哲哉、山東信介、青山安宏、年光昭夫、近藤輝幸
  • 学会等名: 第2回 CSJ Festa
  • 発表場所: 東京工業大学、東京
  • 年月日: 2012-10-16
• [学会発表] 高感度多重共鳴NMR に向けた安定同位体ラベル化高分子タグの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田久嗣、長谷川嘉則、木村 祐、杤尾豪人、白川昌宏、矢野哲哉、山東信介、青山安宏、近藤輝幸
  • 学会等名: 6回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学、札幌、北海道
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] Triple resonance NMR in application to in situ monitoring of targeted metabolic reaction and its inhibition by a clinical drug (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Mizusawa, K.; Igarashi, R.; Tochio, H.; Shirakawa, M.; Tabata, Y.; Kimura, Y.; Kondo, T.; Aoyama, Y.; Sando, S.
  • 学会等名: 244th ACS National Meeting
  • 発表場所: Philadelphia, PA
  • 年月日: 2012-08-21
• [学会発表] 基質/代謝物選択的 NMR を応用した生体内代謝プロセスの直接追跡と薬剤活性のその場評価" (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田久嗣、水澤圭吾、五十嵐龍二、杤尾豪人、白川昌宏、田畑泰彦、木村祐、近藤輝幸、青山安宏、山東信介
  • 学会等名: 第92回日本化学会春季年会
  • 発表場所: 慶応大学、横浜、神奈川
  • 年月日: 2012-03-26
• [学会発表] Direct In Situ Monitoring of Pyrimidine Catabolism and Its Inhibition Using Triple Resonance NMR Analysis (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada, H.; Mizusawa, K.; Igarashi, R.; Tochio, H.; Shirakawa, M.; Tabata, Y.; Kimura, Y.; Kondo, T.; Aoyama, Y.; Sando, S
  • 学会等名: 38thInternational Symposium on Nucleic Acids Chemistry
  • 発表場所: Hokkaido Univ., Sapporo, Japan
  • 年月日: 2011-11-10
• [図書] 生体内代謝プロセスの多重共鳴 NMR モニタリングと多重共鳴 MRI に展開可能な高感度化分子プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山田久嗣
  • 総ページ数: 17-20
  • 出版者: 日本化学会 生体機能関連化学部会
• [備考]
  • URL: http://www.probe.abe.kyoto-u.ac.jp/
• [産業財産権] 多核多重核磁気共鳴画像化方法 (2013)
  • 発明者名: 近藤輝幸、青山安宏、山田久嗣、今井宏彦、高山裕生、長谷川嘉則、木村祐、杤尾豪人、白川昌宏、杉原文徳、年光昭夫、松田哲也、山東信介
  • 権利者名: 近藤輝幸、青山安宏、山田久嗣、今井宏彦、高山裕生、長谷川嘉則、木村祐、杤尾豪人、白川昌宏、杉原文徳、年光昭夫、松田哲也、山東信介
  • 産業財産権番号: 特願 2013-45724
  • 出願年月日: 2013-03-07
• [産業財産権] 重合体、前記重合体を用いた核磁気共鳴分析用または磁気共鳴イメージング用の造影剤、化合物、前記重合体を用いた核磁気共鳴分析方法および磁気共鳴イメージング方法 (2012)
  • 発明者名: 近藤輝幸、青山安宏、山田久嗣、長谷川嘉則、杤尾豪人、木村祐、白川昌宏、杉原文徳、松田哲也、山東信介、南昌人、山内文生、矢野哲哉、都築英寿
  • 権利者名: 近藤輝幸、青山安宏、山田久嗣、長谷川嘉則、杤尾豪人、木村祐、白川昌宏、杉原文徳、松田哲也、山東信介、南昌人、山内文生、矢野哲哉、都築英寿
  • 産業財産権番号: 特願 2012-118061
  • 出願年月日: 2012-05-23