2020 Fiscal Year Annual Research Report
Photosensitizers with Efficient Photothermal Conversion for Theranostics
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20H02811
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
三木 康嗣 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60422979)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 光音響 / イメージング / 造影剤 / 近赤外色素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、2020年度において近赤外色素フタロシアニンおよびナフタロシアニンを母体とする有機－無機ハイブリッド型光音響腫瘍造影剤の開発を目指し、フタロシアニンおよびナフタロシアニンの合成、物性評価および水中での自己集合体の形成挙動や光音響信号強度に与える影響などを調査した。
フタロシアニンの中心金属としてAlおよびSiを選択し、水酸基を軸配位子として持つフタロシアニンを合成した。この分子の軸配位子に水溶性のポリエチレングリコール（PEG）を結合させた光音響造影剤を開発した。この分子は良溶媒である有機溶媒中ではよく分散した状態となり、フタロシアニン特有の近赤外光吸収を示した。この分子を水に溶解させたところ凝集体を形成し、J会合体に由来する深色シフトした吸収帯が強く観測された。一方、自己集合体の調製法を工夫することにより水中でベシクルを形成することを明らかにした。ベシクルでは、分散状態にあるフタロシアニンおよびH会合体に由来する吸収帯が観測された。このように、分子の会合状態を制御することで自己集合体の形状を制御できることを明らかにした。2021年度においてこの性情の差異を活かした刺激応答性造影剤開発を推進する。
AlおよびSiを中心金属として持つナフタロシアニンに、オリゴペプチドを介してPEGを結合させた光音響造影剤を開発した。オリゴペプチドはある種のがん細胞において過剰発現するプロテアーゼにより切断されるものを選択した。酵素を作用させることで光音響信号強度が増大することを見出している。2021年度に造影剤としての性能を精査する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2020年度当初、実施計画としてフタロシアニンおよびナフタロシアニンを母体とする光音響造影剤の開発を提案した。研究実績の概要で示した通り、フタロシアニンおよびナフタロシアニンの軸配位子として水溶性高分子を結合させた有機－無機ハイブリッド材料の開発を推進した。その成果は当初目標とした造影剤の開発と物性測定、自己集合体の評価、光音響信号に及ぼす影響など基礎的知見収集をほぼ達成しており、2021年度に続く造影剤の機能評価に順調につながる結果と言える。このことを踏まえ、おおむね順調に進捗していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在までの進捗状況に記載した通り、本研究課題はおおむね順調に予定通りの進捗であると言える。2021年度の実験計画に変更を必要とする事象もなく、2021年度交付申請書記載のとおり、研究を進められる状況にある。
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