がん幹細胞のケミカルジェネティクスを指向する低酸素特異的蛍光バイオプローブの創製

创建用于癌症干细胞化学遗传学的缺氧特异性荧光生物探针

基本信息

批准号：
20011009
负责人：
永澤秀子
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Gifu Pharmaceutical University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年に引き続き、固形がんの非侵襲的低酸素イメージングを目指して、低酸素標的化官能基として、ニトロ芳香環の低酸素特異的な還元活性化によるアルキル化作用に着目した分子設計を行った。まず、還元代謝トラップ型プローブについて本年度は特にin vivoでの体内動態の制御を目指した分子設計を行い、親水性とクリアランス向上のためにPEGリンカーの導入や糖修飾などを実施し種々の誘導体を合成した。その結果、親水性は向上し、低酸素培養細胞へのプローブの集積が認められた。現在マウスモデルによる体内導体について調べている。さらに、低酸素で還元活性化により特異的に近赤外蛍光を発するon/off機能を有する近赤外蛍光プローブの分子設計・合成について新たに検討した。その結果、p450還元酵素によるニトロ基の還元によって蛍光強度が変化するシアニン系色素及び、還元的脱保護によって蛍光を発するクマリンシアニンハイブリッド型色素など種々のプローブの合成に成功した。現在in vitroにおける低酸素特異性について検討している。さらにin vivoイメージングに向けてスケールアップ合成についても検討して、収率の向上を図った。また、分配係数などの脂溶性パラメーター、酸解離定数、分子軌道計算によるフロンティア軌道エネルギーによって見積もられる親電子性パラメーターなどの構造活性相関パラメーターの計測または計算を行った。以上のように候補物質の合成と、物理化学的データ解析がほぼ完了し、現在in vitro解析を実施中である。これらからさらに候補を絞り込んで、in vivoイメージング解析と体内動態についての検討を行う予定である。

延续去年的思路，以实体瘤的无创缺氧成像为目标，我们设计了一种分子，该分子通过缺氧特异性还原激活作用来实现硝基芳环的烷基化作用，作为缺氧靶向功能基团。首先，对于还原代谢陷阱型探针，今年我们将进行分子设计，其特定目的是控制其体内药代动力学。我们将通过引入PEG连接体和糖修饰来引入各种衍生物，以提高亲水性和清除率。结果，亲水性得到改善，并且观察到缺氧培养细胞中探针的积累。我们目前正在使用小鼠模型研究内部导体。此外，我们新研究了具有开/关功能的近红外荧光探针的分子设计和合成，该探针通过缺氧中的还原激活特异性地发射近红外荧光。结果，我们成功合成了各种探针，包括在p450还原酶还原硝基时荧光强度发生变化的花青染料，以及在还原脱保护时发出荧光的香豆素花青杂合染料。我们目前正在研究体外缺氧特异性。此外，我们研究了体内成像的放大合成以提高产量。我们还测量或计算了结构-活性关系参数，例如亲脂性参数，如分配系数、酸解离常数和基于分子轨道计算的前沿轨道能量估计的亲电性参数。如上所述，候选物质的合成和理化数据的分析已基本完成，目前正在进行体外分析。我们计划进一步缩小候选范围，并对其进行体内成像分析和药代动力学检查。