蛍光プローブ群への応答の網羅的解析による、がん個別化医療を志向した薬剤効果予測

通过综合分析对荧光探针组的反应来预测针对个性化癌症医学的药物效果

• 批准号: 22KJ1177
• 负责人: 南條 愛華
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1177/
• 关键词: 蛍光プローブ; 薬剤感受性予測; がん; バイオマーカー; 酵素活性; ケモインフォマティクス; バイオインフォマティクス; 個別化医療

研究計画に基づき、本年度は、(1)ハイコンテントイメージング手法による、がん細胞の酵素活性の測定、および(2)薬剤の記述子の探索を実施した。(1)ハイコンテントイメージング手法による、がん細胞の酵素活性の測定公益財団法人がん研究会がん化学療法センター分子薬理部で確立されているヒトがん細胞パネル（JFCR39）に含まれる複数種類の多様ながん細胞株に、当研究室で開発した蛍光プローブ群 （蛍光プローブライブラリー）を添加して、各細胞株における各プローブ由来の蛍光の上昇率を測定した。測定値から、がん細胞1細胞あたりの酵素活性（個々の蛍光プローブを代謝する活性）を算出し、蛍光プローブライブラリーへの「応答パターン」と定義した。測定装置はPerkinElmer社のOperetta CLSハイコンテント共焦点イメージングシステムを用い、試薬の添加や撮像の条件、画像解析のプロトコルの最適化を行った。得られた応答パターンのデータを解析し、ハイコンテントイメージングベースでがん細胞の蛍光プローブライブラリーへの応答パターンを測定する実験系の妥当性を評価した。(2)薬剤の記述子の探索抗がん剤の特徴を表現する記述子として、作用機序・臨床適応・構造・物理化学的特性を選択した。臨床現場（調剤薬局および大学病院）にて、多様な薬剤の作用機序・臨床適応の情報を実地で収集した。また、量子化学計算やケモインフォマティクスの手法を用いて、構造・物理化学的特性に関連する特徴量の抽出を進めた。

根据研究计划，今年我们进行了（1）利用高内涵成像技术测量癌细胞中的酶活性，以及​​（2）寻找药物描述符。 (1) 利用高内涵成像技术测量癌细胞内的酶活性 癌症研究基金会癌症化疗中心分子药理学部建立的人类癌细胞组（JFCR39）中包含多种类型 我们添加了一组荧光探针我们实验室针对各种癌细胞系开发了（荧光探针库），并测量了每个细胞系中每个探针的荧光增加率。根据测量值，计算每个癌细胞的酶活性（代谢每种荧光探针的活性），并将其定义为对荧光探针文库的“响应模式”。使用的测量设备是PerkinElmer的Operetta CLS高内涵共焦成像系统，并对试剂添加、成像条件和图像分析方案进行了优化。我们分析了获得的响应模式数据，并评估了基于高内涵成像测量癌细胞对荧光探针库的响应模式的实验系统的有效性。 (2)药物描述符的搜索我们选择作用机制、临床适应症、结构和理化性质作为表达抗癌药物特性的描述符。在临床环境（配药药房和大学医院）收集有关各种药物的作用机制和临床适应症的信息。我们还使用量子化学计算和化学信息学方法来提取与结构和物理化学性质相关的特征。