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2015 年度 実績報告書

pH応答性に基づいた腫瘍内でのみ光化学活性を示す光増感型がん治療薬の創製

研究課題

研究課題/領域番号 25410083
研究機関群馬大学

研究代表者

堀内 宏明  群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00334136)

研究分担者 奥津 哲夫  群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (20261860)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード光線力学療法 / 光増感剤 / 一重項酸素 / pH / ON/OFFスイッチング
研究実績の概要

本研究課題の目的は、我々がこれまでに開発してきた高効率テトラフェニルポルフィリン(TPP)誘導体に芳香族アミンユニットを導入し、低pHでのみ一重項酸素の光増感が起こる光増感剤を開発することである。昨年度までの研究により、TPP誘導体のフェニル部位の一つをジメチルアニリンに置き換えた化合物A1を合成した。このA1は酸濃度変化により一重項酸素の生成をON/OFFスイッチングできる。また、芳香族アミンユニットの数を3(A3)および4(A4)に変化させた化合物も合成し、より少ない酸濃度変化でスイッチングが可能であることを報告した。
本年度は酸応答性を最適化するために、新たに2つの芳香族アミンユニットを持つ化合物を新規合成し、芳香族アミン数が1~4の化合物を揃えて酸応答性に及ぼす効果を系統的に研究した。10倍のON/OFFスイッチング比を実現するために必要はpH変化を求めた結果、芳香族アミンユニットの数を増やすことにより、より少ないpH変化でON/OFFスイッチングが可能になったが、芳香族アミンユニット数が3以上ではそれ以上の効果がないことがわかった。
また、スイッチングに必要な酸濃度を調べた。A1は水中ではpH=5.0で約50%のスイッチングが起こると見積もられ、A1がリソソーム中に取り込まれれば半分程度がON状態にスイッチングできることがわかった。一方、芳香族アミンの数を増やすと、より高い酸濃度がスイッチングに必要になってしまうことがわかった。
また、OFF状態とON状態における一重項酸素の生成量子収率の比から、ON/OFFスイッチング比を求めた結果、A1やA4では17倍程度であったが、A3では100倍以上のスイッチング比が得られた。以上の結果を総合的に考慮すると、A3が最も優れたpH応答性を示すと結論付けられた。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] The effect of central metal on the photodynamic properties of silylated tetraphenylporphyrin derivative2016

    • 著者名/発表者名
      H. Horiuchi, K. Terashima, A. Sakai, D. Suda, T. Yoshihara, A. Kobayashi, S. Tobita, T. Okutsu
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A

      巻: 321 ページ: 72-78

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2016.01.004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of the mechanism of photochemically-induced lysozyme crystallization2016

    • 著者名/発表者名
      T. Okutsu, T. Taguchi, J. Korenaga, T. Kuroiwa, Y. Ishikawa, S. Iizuka, K. Sugiyama, H. Horiuchi, H. Hiratsuka
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A

      巻: 321 ページ: 180-186

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2016.01.026

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphorescence quenching of neutral and cationic iridium(III) complexes by molecular oxygen and aromatic electron acceptors2016

    • 著者名/発表者名
      N. Hasebe, Y. Deguchi, S. Murayama, T. Yoshihara, H. Horiuchi, T. Okutsu, S. Tobita
    • 雑誌名

      J. Photochem. Photobiol. A

      巻: 324 ページ: 134-144

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2016.03.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Absolute Phosphorescence Quantum Yields of Singlet Molecular Oxygen in Solution Determined Using an Integrating Sphere Instrument2015

    • 著者名/発表者名
      N. Hasebe, K. Suzuki, H. Horiuchi, H. Suzuki, T. Yoshihara, T. Okutsu, S. Tobita
    • 雑誌名

      Ana. Chem.

      巻: 87 ページ: 2360-2366

    • DOI

      10.1021/ac5042268

    • 査読あり
  • [学会発表] Development of pH-activatable Tetraphenylporphyrin Derivatives as Photosensitizers for PDT2015

    • 著者名/発表者名
      H. Horiuchi, R. Kuribara, A. Hirabara, T. Okutsu
    • 学会等名
      PacifiChem2015
    • 発表場所
      Hawaii (USA)
    • 年月日
      2015-12-16 – 2015-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of pH-activatable Photosensitizer for Photodynamic Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Horiuchi, A. Hirabara, R. Kuribara, S. Torii, T. Okutsu
    • 学会等名
      2nd International Symposium of Gunma University Medical Innovation
    • 発表場所
      Maebashi, Gunma
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-08
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanism of the sono-activatable photosensitization by silylporphyrins2015

    • 著者名/発表者名
      H. Horiuchi, M. Higuchi, T. Okutsu
    • 学会等名
      5th International Symposium on Element Innovation
    • 発表場所
      Kiryu, Gunma
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-11-30
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of mannose on photodynamic properties of silylporphyrins2015

    • 著者名/発表者名
      D. Suda, H. Horiuchi, T. Okutsu
    • 学会等名
      5th International Symposium on Element Innovation
    • 発表場所
      Kiryu, Gunma
    • 年月日
      2015-11-30 – 2015-11-30
    • 国際学会
  • [学会発表] 一重項酸素光増感効率の酸応答性に及ぼすアミノ置換数の効果2015

    • 著者名/発表者名
      平原阿槻, 堀内宏明, 栗原亮太, 奥津哲夫
    • 学会等名
      第5回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      東京都江戸川区船堀
    • 年月日
      2015-10-14 – 2015-10-14
  • [学会発表] 一重項酸素光増感効率の酸応答性に及ぼすアミノ置換数の効果2015

    • 著者名/発表者名
      平原阿槻, 堀内宏明, 栗原亮太, 奥津哲夫
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-10
  • [学会発表] 超音波による光増感剤の活性制御メカニズムの研究2015

    • 著者名/発表者名
      樋口みなみ, 堀内宏明, 奥津哲夫
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-10
  • [学会発表] マンノースを導入したシリル化ポルフィリンの光線力学的性質2015

    • 著者名/発表者名
      須田大輔, 堀内宏明, 奥津哲夫
    • 学会等名
      2015年光化学討論会
    • 発表場所
      大阪府大阪市
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-10
  • [学会発表] 光線力学療法に用いるpH応答性光増感剤の研究2015

    • 著者名/発表者名
      堀内宏明, 平原阿槻, 栗原亮太, 奥津哲夫
    • 学会等名
      第37回日本光医学・光生物学会
    • 発表場所
      宮崎県宮崎市
    • 年月日
      2015-07-17 – 2015-07-17
  • [学会発表] Developments of Porphyrin Derivatives as Photosensitizers for Photodynamic Therapy2015

    • 著者名/発表者名
      H. Horiuchi
    • 学会等名
      227th ESC Meeting
    • 発表場所
      Chicago (USA)
    • 年月日
      2015-05-28 – 2015-05-28
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-01-06  

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