Development of linker molecule that is cleaved in response to response to red light

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19051
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: NAMBA Kosuke 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(薬学域), 教授 (50414123)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: 1,3a,6a-トリアザペンタレン / 赤色光 / 癌光線治療 / リンカー分子 / フェロトーシス / 細胞蛍光染色試薬 / 光細胞毒性 / 色素

Outline of Final Research Achievements

With the aim of establishing a drug-eleasing system that can be controlled in vivo, we have worked on the development of linker molecules that can be cleaved by red LED irradiation. The use of the originally developed 1,3a,6a-triazapentalene (TAP) as a photoreactive group was investigated, and the dye (PNT) capable of inducing ferroptosis by photoirradiation was first developed. The longer wavelength shift of the absorption band of PNT was then investigated, and DUT capable of inducing cell death by red LED irradiation was developed. Some of the DUT derivatives were degraded by red LED irradiation, indicating that the DUT derivatives are linker molecules that can be cleaved by red light. Having established a method for introducing side chains , the application of DUT derivatives as linkers will be investigated in the future.

Free Research Field

有機合成化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

光照射により細胞を壊死させる1,3a,6a-トリアザペンタレン誘導体(PNT)を見出し、その細胞死はフェロトーシスによって誘導されることを明らかにした。フォロトーシスによる細胞死は多剤耐性を獲得した癌細胞にも有効であるため、新たな創薬標的として注目を集めている。本研究課題で開発されたPNTは光刺激によってフェロトーシスを誘導できる初の色素であり、また赤色LED照射でも有効なDUTの開発にも成功したことから、今後はこれらの新規色素を癌光線治療のシーズとして利用する応用研究が推進されていくことが期待される。また、新たな迅速細胞染色試薬も開発されるなど、社会還元性の高い多くの成果が得れている。