2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a bimodal near-infrared luminescent/TEM Platinum nanoprobes for in vivo imeging: Toward a better understanding of cancer metastasis

Research Project

Project/Area Number	15H05354
Research Institution	Kure National College of Technology
Principal Investigator	田中慎一呉工業高等専門学校, 自然科学系分野, 准教授 (30455357)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords	白金ナノクラスター / 癌転移機構 / 医療診断技術 / 生体１分子計測 / 蛍光顕微鏡 / 電子顕微鏡 / 生体分子プローブ / 近赤外蛍光性
Outline of Annual Research Achievements	癌の診断や癌転移のメカニズムの解明など高精細な医療診断技術を構築するためには、生体内で機能する生体分子の挙動について分子レベルで観察し、評価する必要がある。そこで、本研究では蛍光・電顕分子プローブとして電子顕微鏡観察可能でかつ化学的に安定で毒性の少ない白金を用いて生体に対して透過性の高い近赤外領域に光学特性を有する近赤外蛍光性白金ナノクラスターの開発とそれらを利用した生体１分子イメージング技術の構築について実施した。近赤外蛍光性白金ナノクラスターの合成は、還元性アミン系化合物であるPAMAM Dendrimerを鋳型分子として用いて行った。長波長側に蛍光特性を有する金属ナノクラスターを合成するために、まず鋳型分子であるPAMAM Dendrimerと白金イオンを低温化で反応させ、PAMAM Dendrimer内に白金イオンを取り込ませた。次に、還元剤を白金イオンに対して100倍過剰に加え70～90℃で２週間反応させることでPAMAM Dendrimer内に白金ナノクラスターを生成させた。合成した白金ナノクラスターは赤色から近赤外領域（600～670 nm、750～780 nm、800～850 nm）に発光特性を持つことが明らかとなった。次に、電子顕微鏡観察を実施したところ、白金ナノクラスターの観察に成功しただけでなく、その直径が１～２ nmになることを明らかにした。続いて、乳癌細胞（SK-BR-3）に特異的に結合するHerceptin (HER2)抗体を白金ナノクラスターで修飾し、SK-BR-3へ投与したところ、細胞表面から蛍光が観察され、癌細胞について特異的な標識及び検出に成功した。さらに、ヘアレスマウスへ白金ナノクラスターを投与したところ皮下3mmから明るい蛍光シグナルが計測され、白金ナノクラスターは蛍光・電顕分子プローブとしてin vivo１分子イメージングへ応用可能であることを見出した。
Research Progress Status	29年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	29年度が最終年度であるため、記入しない。