個体での解析を可能にする革新的核磁気共鳴分子プローブの開発

开发可对个体进行分析的创新型核磁共振分子探针

• 批准号: 13J06653
• 负责人: 秦 龍ノ介
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J06653/
• 关键词: 核磁気共鳴法; 核偏極法; 分子プローブ; 核偏極技術; 核磁気共鳴; 動的核偏極法; アミノペプチダーゼ

本研究の目的である、個体での解析を可能にする新たな分子プローブの開発を目指し、疾病関連酵素をターゲットとする核偏極法を用いる核磁気共鳴分子プローブの開発を行った。疾病関連酵素の中でもペプチダーゼに注目し、ペプチダーゼをターゲットとする分子プローブの開発を行った。研究実施計画では、これまでに開発した分子プローブの毒性評価、生体内の酵素活性検出を行うことが今年の目標であった。毒性に関しては、HeLa細胞を用いたWST-8アッセイによって細胞毒性を評価した。その結果、開発した分子プローブの細胞毒性が低いことが明らかとなり、実際に生体に適用できる可能性があることが確かめられた。また、生体内の酵素活性検出を行うための予備実験を行った。生体内の酵素活性を検出するためには、核偏極法によって高感度化された状態で、酵素活性を検出できる必要がある。そのため、高感度状態で様々な生理的条件に近いサンプルの酵素活性を検出できるかどうか確かめた。高感度化した分子プローブを組織破砕液、腫瘍破砕液に加えたところ、対象のペプチダーゼ活性を検出することに成功した。実際に、高感度化した状態で酵素活性を検出できることが確かめられた。以上の結果から、疾病関連酵素であるペプチダーゼの酵素活性を検出することができる核偏極核磁気共鳴分子プローブを開発することに成功した。現段階では、最終目標であった生体内での酵素活性の検出には成功していないが、分子プローブは良好な特性を示しており、将来的には生体内での評価の実施が期待される。

为了开发一种能够对个体进行分析的新型分子探针，这也是本研究的目的，我们开发了一种利用核极化来靶向疾病相关酶的核磁共振分子探针。在疾病相关酶中，我们重点关注肽酶，并开发了针对肽酶的分子探针。在研究实施计划中，今年的目标是评估迄今为止开发的分子探针的毒性以及检测体内酶活性。关于毒性，使用 HeLa 细胞通过 WST-8 测定评估细胞毒性。结果表明，所开发的分子探针具有低细胞毒性，证实其实际上可以应用于活体生物体。我们还进行了初步实验来检测体内酶的活性。为了检测生物体中的酶活性，需要能够利用核极化法以高灵敏度状态检测酶活性。因此，我们研究是否有可能在各种生理条件下高灵敏度地检测样品中的酶活性。当将高灵敏度的分子探针添加到组织匀浆和肿瘤匀浆中时，他们成功检测到了目标肽酶活性。事实上，已证实可以以高灵敏度检测酶活性。基于上述结果，我们成功开发了一种核极化核磁共振分子探针，可以检测疾病相关酶肽酶的酶活性。现阶段，我们尚未成功检测体内酶活性，这是最终目标，但分子探针显示出良好的性能，我们希望将来能够进行体内评估。

项目成果

Design of a hyperpolarized molecular sensors using a long-lived hyperpolarization unit

使用长寿命超极化单元设计超极化分子传感器

• 发表时间: 2013
• 作者: Ryunosuke Hata;Hiroshi Nonaka;Shinsuke Sando
• 通讯作者: Shinsuke Sando

生体物質への吸着を利用するOFF-ON型^<19>F MRI分子プローブ

OFF-ON型^<19>F MRI分子探针，利用生物材料的吸附作用

• 发表时间: 2013
• 作者: 秦龍ノ介;堂浦智裕;野中洋;杉原文徳;吉岡芳親;山東信介
• 通讯作者: 山東信介

Design of new hyperpolarized sensors for analysis of disease-related enzyme

用于分析疾病相关酶的新型超极化传感器的设计

• 发表时间: 2015
• 作者: Hata;Ryunosuke; Nonaka;Hiroshi; Nishihara,Tatsuya; Sando;Shinsuke
• 通讯作者: Shinsuke

疾病関連酵素の解析を目的とする高感度核偏極分子プローブの設計

用于疾病相关酶分析的高灵敏度核极化分子探针的设计

• 发表时间: 2015
• 作者: 秦龍ノ介;野中洋;山東信介
• 通讯作者: 山東信介

A platform for designing hyperpolarized magnetic resonance chemical probes.

• DOI: 10.1038/ncomms3411
• 发表时间: 2013
• 期刊: NATURE COMMUNICATIONS
• 影响因子: 16.6
• 作者: Nonaka, Hiroshi;Hata, Ryunosuke;Doura, Tomohiro;Nishihara, Tatsuya;Kumagai, Keiko;Akakabe, Mai;Tsuda, Masashi;Ichikawa, Kazuhiro;Sando, Shinsuke
• 通讯作者: Sando, Shinsuke