レポーター酵素感受性光機能性分子の創製による新しい生体機能解析ツールの構築

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05J11946
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 神谷 真子 東京大学, 大学院薬学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Keywords: 蛍光プローブ / 光誘起電子移動 / TokyoGreen / β-ガラクトシダーゼ / 癌イメージング

Research Abstract

1.新規フルオレセイン骨格(TokyoGreens, TGs)を母核として開発に成功したβ-ガラクトシダーゼに対する蛍光プローブ(TG-βGal)にさらに適切な化学的修飾を施すことで、細胞内滞留性の向上した新規β-ガラクトシダーゼ蛍光プローブ(AM-TG-βGal)の開発に成功した。具体的には、最終的な蛍光性生成物が高い水溶性を有するように、分子軌道計算やCyclic Voltammetryを用いて、細胞内エステラーゼ感受性のAcetoxymethyl(AM)基を導入した分子を設計し、開発を行った。本プローブは、TG-PGalと同程度の大きな蛍光強度変化を示し高感度にβ-ガラクトシダーゼ活性を検出可能であること、さらにTG-βGalよりも優れた細胞内滞留性を有することが示された。
2.開発したAM-TG-βGalを用いて、動物個体における癌の蛍光イメージングを行った。具体的には、1)β-ガラクトシダーゼを癌細胞にターゲティングし、2)その酵素活性をAM-TG-βGalにて可視化するという二段階のストラテジーを用いた。その結果、癌細胞でのみプローブ由来の強い蛍光が観察され、AM-TG-βGalを用いることで、癌細胞でのみ蛍光が増強されるような新規癌イメージング法を確立することに成功した。
(Kamiya M.,Kobayashi H.,Hama Y.,Koyama Y.,Bernardo M.,Nagano T.,Choyke P. L. and Urano Y. J. Am. Chem. Soc. in press)

Research Products

• [Journal Article] In Vivo Spectral Fluorescence Imaging of Submillimeter Peritoneal Cancer Implants Using a Lectin-Targeted Optical Agent (2006)
  • Author(s): Hama Y., Urano Y., Koyama Y., Kamiya M., Bernardo M., Paik R.S., Krishina M.C., Choyke P.L., Kobayashi H.
  • Journal Title: Neoplasia 8 Pages: 607-612
• [Journal Article] An enzymatically activated fluorescence probe for targeted tumor imaging
  • Author(s): Kamiya M., Kobayashi H., Hama Y., Koyama Y., Bernardo M., Nagano T., Choyke P.L., Urano Y.
  • Journal Title: J.Am.Chem.Soc. (in press)