がん幹細胞イメージングとピルビン酸脱水素酵素イメージングのための蛍光プローブ開発

用于癌症干细胞成像和丙酮酸脱氢酶成像的荧光探针开发

基本信息

批准号：
21J15733
负责人：
麻植雅裕
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

がん幹細胞を選択的に可視化する蛍光プローブの開発を目指し、重要ながん幹細胞マーカーであるアルデヒド脱水素酵素（ALDH）1A1に応答し蛍光がOFFからONに切り替わるALDH1A1応答性turn-on型プローブの開発を行った。主な成果の概要は以下のとおりである。(1) シアニン色素Cy5またはCy7の色素骨格に消光基としてメルカプト基と、酵素基質としてホルミル基を導入した新規プローブを合成した。これらのプローブはALDH1A1に応じて蛍光が大きく増大したことから、ALDH1A1応答性turn-on型プローブであることが明らかになった。(2) 開発したCy5誘導体は、ヒトすい臓がん由来の細胞株SUIT-2細胞中に存在するがん幹細胞を選択的に可視化した。2種類のヒト肺がん細胞を用いて担癌マウスを作製し、開発したCy7誘導体をその担癌マウスに投与すると、がん幹細胞を多く含む腫瘍を選択的に可視化することを明らかになった。またこれらのプローブは、がん幹細胞イメージングのゴールドスタンダードとなっている蛍光プローブよりも高コントラストにがん幹細胞を可視化したことから、開発したプローブの優位性が示された。(3) 開発したプローブの更なる高機能化を目指し、ALDH1A1とがん細胞マーカーのβ-ガラクトシダーゼ（β-gal）の二つの酵素との反応によって初めて蛍光がONになるdual応答性プローブを開発した。合成したβ-ガラクトシル基とホルミル基を有するヘミシアニン色素は、ALDH1A1とβ-galのどちらか一方の酵素のみでは発光しないが、両方の酵素が存在すると強く発光することを明らかにした。SUIT-2細胞とヒト臍帯静脈内皮細胞（HUVEC）を用いた実験により、dual応答性プローブはALDH1A1のみに応答するプローブよりもがん幹細胞を高選択的に可視化することを明らかにした。

旨在开发一种可视化癌症干细胞的荧光探针，以响应1A1醛脱氢酶（ALDH），这是一种重要的癌症干细胞标记物，从OFF开发，ALDH1A1响应转向开发主要结果的轮廓如下。（1）在Cyanin Cy5或Cy7的色素骨架中合成了一种新的探针作为酶底物，作为酶底物合成。根据ALDH1A1的荧光大大增加了这些探针，表明它们是AldH1A1响应式转交探针。（2）开发的CY5衍生物已选择性地可视化了来自人类穿孔癌的细胞库存2细胞中的癌症干细胞。已经揭示了当产生两种类型的人肺癌细胞并将发达的CY7衍生物用于癌症 - 含有大型癌症干细胞的肿瘤时。这些探针还显示出发达的探针的优势，因为它们比荧光探针更高的对比度可视化癌症干细胞，荧光探针是癌症干细胞成像的金标准。（3）旨在进一步增强开发的探针的发展，开发出与两种酶Aldh1a1和癌细胞标记β-galact苹果酒（β-gal）的第一个荧光。具有合成的β-半乳糖基和福型组的半质色素不仅不会用aldh1a1或β-gal发出光，但是当两个酶都存在时它们会强烈出现。使用西装2细胞和人脐带静脉细胞（HUVEC）的实验表明，双重响应探针将选择性地可视化癌症干细胞，而不是仅对ALDH1A1响应的探针。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

MMP-2-Activatable Photoacoustic Tumor Imaging Probes Based on Al- and Si-Naphthalocyanines

DOI：
10.1021/acs.bioconjchem.1c00266
发表时间：
2021-06-25
期刊：
BIOCONJUGATE CHEMISTRY
影响因子：
4.7
作者：
Miki, Koji;Imaizumi, Naoto;Ohe, Kouichi
通讯作者：
Ohe, Kouichi

Amphiphilic γ-cyclodextrin?fullerene complexes with photodynamic activity

具有光动力活性的两亲性γ-环糊精·富勒烯配合物

DOI：
10.1039/d1ma00743b
发表时间：
2022
期刊：
Materials Advances
影响因子：
5
作者：
Miki Koji;Dan Zhang Zi;Kaneko Kaho;Kakiuchi Yui;Kojima Kentaro;Enomoto Akane;Oe Masahiro;Nogita Kohei;Murata Yasujiro;Harada Hiroshi;Ohe Kouichi
通讯作者：
Ohe Kouichi

求核性ヒドロキシ基をもつALDH1A1応答性 turn-on型蛍光プローブの開発

具有亲核羟基的 ALDH1A1 响应开启荧光探针的开发