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2014 年度 実施状況報告書

二重蛍光標識セラミドの合成とそれを用いる動的細胞内スフィンゴ脂質代謝の網羅的解析

研究課題

研究課題/領域番号 25670003
研究機関千葉大学

研究代表者

西田 篤司  千葉大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (80130029)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードセラミド / スフィンゴシン / ゴルジマーカー / 脂質代謝 / 蛍光プローブ / 二重標識 / NBD / BODIPY
研究実績の概要

平成26年度は以下の3つのテーマについて研究を行った。
1)緑色蛍光色素NBDを主鎖に有するセラミド誘導体の合成と機能解明を引き続き調査した。1位水酸基の修飾を検討しアセチル基が代謝安定を増し、毒性の軽減につながることを見出した。また側鎖アシル基の長さについても検討し、C16を有する調査アシル基では細胞膜透過性が低いことが示唆された。得られた蛍光性セラミドは細胞内ゴルジ体を長時間にわたって染色することが可能であり、細胞分裂時におけるゴルジ器官の変化を観測することができた。
2)赤色蛍光色素を有するセラミド誘導体の合成を目的とし、BODIPY骨格を有する誘導体の合成を検討した。KEIO BODIPYを基本骨格とする蛍光色素を合成したが収量が乏しく、セラミドへの変換効率は低かった。さらにBODIPY骨格の効率の良い合成法を検討している。
3)主鎖及び側鎖を二重標識セラミドの機能を評価すべく、細胞膜透過性を検討した。ゼブラフィッシュ幼魚の体表染色を検討したが細胞膜透過性が不十分であった。更に透過性を改善したプローブ合成を目指す。

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

NBD標識セラミドの機能評価は順調に進捗し、1位水酸基上のアシル基、側鎖アシル基の機能が明らかとなりつつある。本セラミドはアミノ酸セリンを原料として容易に合成が可能であり、4年卒研生でも数ヶ月で数種類の誘導体合成が可能となった。
赤色蛍光色素の合成は生成物及び中間体の不安定性に由来する合成効率の悪さが進捗を妨げており、大きな改善の必要がある。当初はそれほど多量の色素を必要としないため、少量でも高純度の化合物合成を目指していたが、更にセラミドへの導入効率も不十分であり目的とする赤色蛍光セラミドを高純度で得るには至っていない。

今後の研究の推進方策

NBD標識セラミド蛍光プローブは更に構造変換し、細胞膜透過性および代謝安定性に優れたプローブ開発を目指す。我々独自の誘導体として1位アシルオキシセラミドの機能を更に解明するためアシルオキシ基の構造活性相関を検討する。特に枝分かれ構造を有するアシル基、芳香族アシル基等の機能を検討する。同時に細胞膜透過性の向上を目的として側鎖アシル基の短いセラミド誘導体の機能を調査する。細胞外漏出についても検討する。
安価なBODIPY誘導体の簡易合成法と安定誘導体の合成を確立しセラミドプローブへの変換を検討する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Trafficking of acetyl-C16-ceramide-NBD with long-term stability and no cytotoxicity into the Golgi.2015

    • 著者名/発表者名
      Makiyama T, Nakamura H, Nagasaka N, Yamashita H, Honda T, Yamaguchi N, Nishida A, Murayama T.
    • 雑誌名

      Traffic

      巻: 16 ページ: 476-492

    • DOI

      10.1111/tra.12265

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Development of Regio-and Stereoselective Hydrocyanation of Allene and Its Application to Hydrocyanative Cyclization under Nickel Catalysis2014

    • 著者名/発表者名
      Amako,Y., Arai,S., Nishida,A
    • 学会等名
      The 4th Junior International Conference on Cutting-Edge Organic Chemistry in Asia
    • 発表場所
      Bangkok, Thailand
    • 年月日
      2014-11-28 – 2014-11-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Enantioselective construction of multi-substituted hydrocarbazoles by chiral holmium/bisthiourea catalyst2014

    • 著者名/発表者名
      Morikawa, T., Harada, S., Nishida, A.
    • 学会等名
      15th Tetrahedron Symposium
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-05
  • [備考] 千葉大学大学院薬学研究院薬品合成化学研究室

    • URL

      http://www.p.chiba-u.jp/lab/gousei/index.html

  • [産業財産権] Ceramide Derivative and Goligi Apparatus-Labelling Fluorescent Probe Using Same2014

    • 発明者名
      A Nishida, et al.
    • 権利者名
      A Nishida, et al.
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      US 2014/0329266 A1
    • 出願年月日
      2014-06-13
    • 取得年月日
      2014-11-06
    • 外国

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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