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2014 年度 実施状況報告書

ワンポット/ワンフロー合成による68Ga-DOTA標識の懸案解決と生体分子PET

研究課題

研究課題/領域番号 25560410
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

田中 克典  独立行政法人理化学研究所, 田中生体機能合成化学研究室, 准主任研究員 (00403098)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード68Ga-DOTA / アザ電子環状反応 / アルデヒド / アミノ基 / ポジトロン / ペプチド / PET
研究実績の概要

平成25年度に検討した二重電子環状反応による68Ga-DOTAワンポット標識法は問題を残していたので、第2のワンポット法を検討した。本法では、電子環状反応の基質であるアルデヒドプローブに対して、まず68Ga-DOTAを結合させる。続けて、生体分子のリジン残基と反応させることにより、生体分子の効率的なワンポット68Ga-DOTA標識を検討した。既に平成25年度の結果により、報告者のアルデヒド分子は歪んだ活性化アセチレンとは反応しないことが分かっていた。そこで、アルデヒドプローブに8員環アセチレン基を導入し、あらかじめ調製したコールドのGaを導入したアジド官能基を持つDOTAに対して、歪み解消クリック反応により結合させた。この場合には、実際にPET実験に使用する極微量の68Ga-DOTAの濃度でも十分対応可能であることが判明した。さらに、続けてワンポットでペプチドやタンパク質を作用させることにより、電子環状反応を効率的に進行させ、コールドのGa-DOTAで標識することに成功した。
これらのコールドのGaを用いた検討を基にして、ポジトロン放出核種である68Gaを用いて標識実験を実施した。種々検討を行った結果、まず、アジド基を有するDOTA配位子に対して、68Ga3+を塩酸中、100 oCで15分間反応させることにより配位させた。HPLCにより速やかに精製した後、さらに歪んだアセチレンを有する共役アルデヒドプローブへの結合(75 oC、15分、100%)、さらに続けてペプチドやタンパク質のアミノ基へほぼ定量的に標識することに成功した。
本法を活用して、68Ga-DOTAだけではなく、64Cu-NOTA、あるいは MRイメージングの標識基として使用するGd-DOTや蛍光基にも展開できることを示し、不安定な生体分子や細胞表面にも使用しうる汎用的な標識法として実現した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通りに、不安定な生体分子や細胞表面にも使用できる高効率的かつ汎用的なワンポット68Ga-DOTA PET標識技術を実現した。生体分子のイメージングを変える革新的な技術を確立した。

今後の研究の推進方策

平成26年度に確立したワンポット合成法を基にして、実際に様々なペプチドや微量タンパク質、あるいは生細胞のPETイメージングを実現し、ライフサイエンス分野における革新的な汎用技術として実現する。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (21件) (うち招待講演 13件) 図書 (3件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Chemical Glycan Conjugation Controls the Biodistribution and Kinetics of Proteins in Live Animals2015

    • 著者名/発表者名
      A. Ogura, A. Kurbangalieva, K. Tanaka
    • 雑誌名

      Mini Rev. Med. Chem.

      巻: 14 ページ: 1072-1077

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生体内合成化学治療を実現する~動物内で生理活性分子を全合成~2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 雑誌名

      生命化学研究レター「研究紹介」

      巻: 46 ページ: 15-20

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Therapeutic in vivo synthetic chemistry: Synthetic studies of bioactive compounds in live mouse2015

    • 著者名/発表者名
      Ambara R. Pradipta, Kazuki Tsubokura, Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日大理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
    • 招待講演
  • [学会発表] 6π-アザ電子環状反応による生細胞表面の汎用的なワンポット蛍光ラベル化2015

    • 著者名/発表者名
      小椋章弘、田中克典
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日大理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] 有機合成化学を起点とするものづくり戦略:特別企画講演 趣意説明2015

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      日本化学会第95春季年会
    • 発表場所
      日大理工学部船橋キャンパス(千葉県船橋市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Therapeutic in vivo synthesis by glycocarriers2015

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      249th ACS National Meetings 受賞講演
    • 発表場所
      ACS, Denver CO., USA
    • 年月日
      2015-03-22 – 2015-03-22
    • 招待講演
  • [学会発表] Therapeutic In Vivo Synthetic Chemistry: Synthesis of Bioactive Compounds in Live Animals2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      ICCEOCA-9/NICCEOCA
    • 発表場所
      Eastin Hotel Petaling Jaya, Malaysia
    • 年月日
      2014-12-02 – 2014-12-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Therapeutic In Vivo Synthetic Chemistry by Glycocarriers2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      SFG-JSCR Joint Meeting 2014, Satelite 1: Chemical Aspects of Glycobiology
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, USA
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Functional analyses of a novel type of CA19-9 carrier molecules in micro lipid membrane2014

    • 著者名/発表者名
      Tomomi Minehira, Naofumi Uozumi, Hitomi Asazawa, Atsuku Sawanobori, Shinji Takamatsu, Yoshihiro Kamada, Katsunori Tanaka, Koichi Fukase, Eiji Miyoshi
    • 学会等名
      SFG-JSCR Joint Meeting 2014
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort, USA
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-16
  • [学会発表] Sweet Role of Platelet Endothelial Cell Adhesion Molecule (PECAM) in Understanding Angiogenesis2014

    • 著者名/発表者名
      Shinobu Kitazume, Rie Imamaki, Ayako Kurimoto, Kazuko Ogawa, Masaki Kato, Yoshiki Yamaguchi, Katsunori Tanaka, Hideharu Ishida, Hiromune Ando, Makoto Kiso, Noritaka Hashii, Nana Kawasaki, Naoyuki Taniguchi
    • 学会等名
      SFG-JSCR Joint Meeting 2014
    • 発表場所
      Hilton Hawaiian Village Waikiki Beach Resort
    • 年月日
      2014-11-16 – 2014-11-16
  • [学会発表] 診断と治療を指向した糖鎖複合体のイメージング2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      新規医療イノベーションのためのシンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学会館豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-11
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内合成化学治療2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      早稲田ー理研合同ミニシンポジウム
    • 発表場所
      軽井沢早稲田大学セミナーハウス(長野県軽井沢)
    • 年月日
      2014-10-12 – 2014-10-12
    • 招待講演
  • [学会発表] Therapeutic In Vivo Synthetic Chemistry: Synthesis of Bioactive Compounds in Live Animals2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      Swiss-Japanese Chemical Biology Symposium 2014
    • 発表場所
      University of Bern, Bern, Switzerland
    • 年月日
      2014-10-02 – 2014-10-02
    • 招待講演
  • [学会発表] 糖鎖の化学的ワンポット複合化法と動物個体内での動態解析2014

    • 著者名/発表者名
      小椋章弘、田原強、野崎聡、森本浩二、木塚康彦、北爪しのぶ、渡辺恭良、谷口直之、田中克典
    • 学会等名
      第33回日本糖質学会年会
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-08-10 – 2014-08-12
  • [学会発表] Therapeutic In Vivo Synthetic Chemistry: Total Synthesis of Bioactive Compounds in Live Animals2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      CCS-CSJ Forum 2014
    • 発表場所
      Peking University, Peking, China
    • 年月日
      2014-08-05 – 2014-08-05
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体内合成治療 ~生きている動物内での合成研究~2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      FIBER未来大学 Lectures in NanoBioNow Series
    • 発表場所
      神戸学院大学ポートアイランドキャンパス(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2014-07-29 – 2014-07-29
    • 招待講演
  • [学会発表] One-pot Glycan Conjugation to Protein via Azaelectrocyclization: Dynamics Analysis of Neoglycoproteins in Live Animal2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Ogura, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      20th International Conference on Organic Synthesis
    • 発表場所
      ELTE Congress Centre, Budapest, Hungary
    • 年月日
      2014-06-29 – 2014-07-04
  • [学会発表] 歪み解消クリック反応とアザ電子環状反応を融合したアミノ基の効率的標識化法とPETイメージングへの適用2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典、中本悠佳、向井英史、造田真希、渡辺恭良、深瀬浩一
    • 学会等名
      ケミカルバイオロジー学会第9年会
    • 発表場所
      大阪大学豊中キャンパス(大阪府豊中市)
    • 年月日
      2014-06-11 – 2014-06-13
  • [学会発表] 有機合成反応から開拓する天然物ケミカルバイオロジーの新戦略2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      新学術領域研究「天然物ケミカルバイオロジー」第6回公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学 坂田・平田ホール(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-29 – 2014-05-29
    • 招待講演
  • [学会発表] Exploring Overlooked Chemistry and Biology of Unsaturated Imines towards In Vivo Glycan Dynamics and Polyamine Functions2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      RIKEN-Max Planck Joint Research Center for Systems Chemical Biology, 3rd Annual Symposium
    • 発表場所
      Schloss Ringberg, München, Germany
    • 年月日
      2014-05-23 – 2014-05-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical Introduction of Glycans Precisely Controls the Protein Dynamics and Accumulation in Live Animals2014

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Ogura, Tsuyoshi Tahara, Satoshi Nozaki, Yasuyoshi Watanabe, Koji Morimoto, Yasuhiko Kizuka, Shinobu Kitazume, Naoyuki Taniguchi, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      第3回理研-ソウル大学ワークショップ
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2014-04-21 – 2014-04-22
  • [学会発表] Drug delivery via therapeutic in vivo synthesis2014

    • 著者名/発表者名
      Kenward Vong, Katsunori Tanaka
    • 学会等名
      第3回理研-ソウル大学ワークショップ
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2014-04-21 – 2014-04-22
  • [学会発表] New Paradigm of Synthetic Chemistry in Live Cell and Animal2014

    • 著者名/発表者名
      田中克典
    • 学会等名
      The 3rd RIKEN-SNU Workshop on Chemical Biology for Health and Resource Sciences
    • 発表場所
      ホテルメトロポリタン(東京都豊島区)
    • 年月日
      2014-04-20 – 2014-04-20
    • 招待講演
  • [図書] 有機合成実験法ハンドブック 第2版, 第11章 クロマトグラフィーによる分析と分取2015

    • 著者名/発表者名
      土川博史, 田中克典
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      丸善出版
  • [図書] 有機合成実験法ハンドブック 第2版, 第12章 機器分析による分析2015

    • 著者名/発表者名
      土川博史, 難波康祐, 中尾佳亮, 田中克典
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      丸善出版
  • [図書] ファインケミカルシリーズ「クリックケミストリー -基礎から実用まで-」, 第23章 アザ電子環状反応, Staudinger Ligation2015

    • 著者名/発表者名
      深瀬浩一, 田中克典
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考] 田中生体機能合成化学研究室

    • URL

      http://www.riken.jp/research/labs/associate/biofunct_synth_chem/

  • [備考] 田中生体機能合成化学研究室オリジナルホームページ

    • URL

      http://www.riken.jp/nori-tanaka-lab/

  • [備考] 田中克典准主任研究員が米国化学会Horace S. Isbell Awardを受賞

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/topics/2014/20141023_2/

  • [備考] 田中克典准主任研究員が米国化学会Horace S. Isbell Awardを受賞

    • URL

      http://carb.sites.acs.org/divisionawards.html

  • [備考] 理研ニュース (No.405 March 2015)

    • URL

      http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/publications/news/2015/rn201503.pdf

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公開日: 2016-05-27  

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