低ｐＨ環境を可視化する蛍光プローブの開発と生体イメージングへの応用

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24750160
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 小和田 俊行 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教 (40584397)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 破骨細胞 / 蛍光プローブ / イメージング / pH感受性

研究概要

関節リウマチなどの骨疾患原因細胞である破骨細胞の生体蛍光イメージングを行うために、骨吸収時に形成される低pH環境を可視化する蛍光プローブの開発を行った。ビスホスフォネート構造と光誘起電子移動により、蛍光プローブの生体内デリバリーとpH応答性の蛍光ON/OFF制御を行った。さらに、蛍光プローブに電子求引基を導入することで光安定性を向上させ、破骨細胞活性の長時間イメージングを達成した。また、プローブ構造を改良することで、蛍光波長の長波長化にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Dynamic visualization of RANKL-mediated functional control of multinucleate osteoclast function in vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: Junichi Kikuta, Yoh Wada, Toshiyuki Kowada, Ze Wang, Ge-Hong Sun-Wada, Issei Nishiyama, Shin Mizukami, Nobuhiko Maiya, Hisataka Yasuda, Atsushi Kumanogoh, Kazuya Kikuchi, Ronald N. Germain, Masaru Ishii
  • 雑誌名: J.Clin.Invest. 巻: 123 ページ: 866–873
  • DOI: 10.1172/JCI65054
  • 査読あり
• [学会発表] 長波長蛍光を有するpH感受性蛍光プローブの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前田拓樹,小和田俊行,菊地和也
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス(名古屋, 愛知)
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] Real-time Visualization of Osteoclast Activity in Living Mice with pH-Activatable Fluorescent Probe (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Maeda, Toshiyuki Kowada, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: Imaging and Sensing Biomolecular Function and Assembly
  • 発表場所: Institut Européen de Chimie et Biologie, University of Bordeaux (Pessac, France)
  • 年月日: 2014-03-14
• [学会発表] Development of pH-Activatable Fluorescent Probe and Intravital Imaging of Osteoclast (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Kowada, Hiroki Maeda, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: First Osaka University-EPFL International Symposium
  • 発表場所: Icho Kaikan (Osaka University, Suita, Osaka, Japan)
  • 年月日: 2013-12-02
• [学会発表] Development of Highly Photostable Fluorescent Probe for Visualizing Osteoclast Activity in Vivo (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Maeda, Toshiyuki Kowada, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: International Symposium Towards Comprehensive Understanding of Immune Dynamism (TCUID 2013)
  • 発表場所: Osaka University (Suita, Osaka, Japan)
  • 年月日: 2013-11-19
• [学会発表] Real-time Visualization of Osteoclast Activity in Living Mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Maeda, Toshiyuki Kowada, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: ICBS2013 (the 2nd official conference of the International Chemical Biology Society)
  • 発表場所: Shirankaikan (Kyoto, Japan)
  • 年月日: 2013-10-08
• [学会発表] pH感受性蛍光プローブの開発と破骨細胞イメージングへの応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小和田俊行,前田拓樹,菊地和也
  • 学会等名: 第22回日本バイオイメージング学会学術集会
  • 発表場所: 東京大学薬学部講堂(東京)
  • 年月日: 2013-09-15
• [学会発表] pH感受性蛍光プローブを用いた破骨細胞活性の生体イメージング (2013)
  • 著者名/発表者名: 小和田俊行,前田拓樹,菊地和也
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
  • 発表場所: 東京医科歯科大学(東京)
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] Development of Chemical Probes for Fluorescence Imaging of Bone-Resorbing Osteoclast in Living Mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Kowada, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Bioorganic Chemistry
  • 発表場所: Proctor Academy (Andover, New Hampshire, USA)
  • 年月日: 2013-06-12
• [学会発表] Design of pH-Activatable Fluorescent Probes with High Photostability (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Maeda, Toshiyuki Kowada, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: Gordon Research Conference on Bioorganic Chemistry
  • 発表場所: Proctor Academy (Andover, New Hampshire, USA)
  • 年月日: 2013-06-10
• [学会発表] 生体内の破骨細胞活性を可視化するpH感受性蛍光プローブの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前田拓樹,小和田俊行,菊地和也
  • 学会等名: 日本分子イメージング学会第8回学術集会
  • 発表場所: 横浜赤レンガ倉庫1号館(横浜, 神奈川)
  • 年月日: 2013-05-31
• [学会発表] 破骨細胞の動態イメージングを目指したpH感受性蛍光プローブの開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 前田拓樹,小和田俊行,菊地和也
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 立命館大学びわこくさつキャンパス(草津, 滋賀)
  • 年月日: 2013-03-23
• [学会発表] Development of Chemical Probes for in Vivo Fluorescence Imaging of Bone-Resorbing Osteoclast (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshiyuki Kowada, Hiroki Maeda, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: International Symposium Towards Comprehensive Understanding of Immune Dynamism (TCUID 2012)
  • 発表場所: Icho Kaikan (Osaka University, Suita, Osaka, Japan)
  • 年月日: 2012-10-30
• [学会発表] Development of pH-activatable Fluorescence Probe for Bone-Resorbing Osteoclasts in Living Mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Maeda, Toshiyuki Kowada, Kazuya Kikuchi
  • 学会等名: World Molecular Imaging Congress 2012
  • 発表場所: Convention Centre Dublin (Dublin, Ireland)
  • 年月日: 2012-09-08
• [学会発表] マウス体内における破骨細胞の骨吸収を可視化するpH感受性蛍光プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小和田俊行,前田拓樹,菊地和也
  • 学会等名: 第6回バイオ関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学高等教育推進機構(札幌, 北海道)
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] In vivoで破骨細胞活性を可視化するpH感受性蛍光プローブの開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前田拓樹,小和田俊行,菊地和也
  • 学会等名: 日本ケミカルバイオロジー学会第7回年会
  • 発表場所: 京都大学百周年時計台記念館(京都, 京都)
  • 年月日: 2012-06-07
• [図書] 「5. in vivoイメージングに適した化学プローブの選択」, 実験医学別冊「in vivoイメージング実験プロトコール原理と導入のポイントから2光子顕微鏡の応用まで」(石井優/編) (2012)
  • 著者名/発表者名: 小和田俊行, 菊地和也
  • 総ページ数: 42-50
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://www-molpro.mls.eng.osaka-u.ac.jp/