超早期がん診断を可能にする蛍光プローブの開発

开发能够实现超早期癌症诊断的荧光探针

• 批准号: 06J11629
• 负责人: 藤川 雄太
• 金额: $ 1.79万
• 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: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J11629/
• 关键词: 蛍光プローブ; GST; ケミカルバイオロジー; がん

GST(Glutathione S-transferase)は第二相薬物代謝酵素として知られており、細胞内の活性代謝物や毒性代謝物などのグルタチオン化を触媒するダイマー型酵素である。GSTは主に細胞質型サブタイプとして、GSTα,GSTμ,GSTπが知られているが、特にGSTπは様々ながん細胞にて過剰発現が観察されている。このようなGSTP過剰発現は、がん細胞における多剤耐性機構に強く関わっていることが知られている。また活性を持たないモノマー型GSTπはアポトーシスに関与するJNKの内在性阻害剤であることが知られている。しかしながら細胞内GSTの活性がどのように制御されているか、これまで明らかとなっていない。それは細胞内で利用可能なGST活性検出法が開発されていないためである。私は昨年度、可視光領域に蛍光波長を有するGST活性検出プローブDNAT-Meを開発した。そこでがん細胞における抗癌剤耐性機構の一端を明らかにするために「プローブの改良」を行い、改良したプローブdiCl-DNAT-Meを用いて「生細胞におけるGST活性イメージング」を行った。まず「プローブの改良」では、生理的pHにおける化合物の蛍光特性の安定化を図った、蛍光団にクロロ基を導入した新規化合物diCl-DNAT-Meを開発した。また「生細胞におけるGST活性イメージング」の結果からは、従来の方法であるLysateによる活性測定法は生細胞における活性を正しく反映していないことが明らかとなった。これは細胞内にGST活性制御機構が存在していることを示唆する結果であり、活性検出蛍光プローブの開発なくして達成できなかったものと考えられる。今後は細胞内における制御因子の解明、およびその生理学的意義について、検討していく。

GST（谷胱甘肽S-转移酶）被称为第二相药物代谢酶，是一种二聚酶，催化细胞内活性代谢物和有毒代谢物的谷胱甘肽化。 GSTα、GSTμ和GSTπ主要被称为细胞质亚型，并且特别是在各种癌细胞中观察到GSTπ的过表达。已知这种 GSTP 过度表达与癌细胞的多药耐药机制密切相关。此外，已知无活性的单体 GSTπ 是 JNK 的内源性抑制剂，参与细胞凋亡。然而，目前尚不清楚细胞内 GST 活性是如何调节的。这是因为尚未开发出可在细胞内使用的检测 GST 活性的方法。去年，我开发了GST活性检测探针DNAT-Me，其荧光波长在可见光区域。因此，为了阐明癌细胞中的部分抗癌药物耐药机制，我们进行了“探针改进”，并使用改进后的探针diCl-DNAT-Me进行了“活细胞中的GST活性成像”。首先，在“探针改进”领域，我们开发了一种新化合物diCl-DNAT-Me，其中荧光团中引入了氯基团，稳定了该化合物在生理pH下的荧光特性。此外，“活细胞中GST活性成像”的结果表明，使用裂解物测量活性的传统方法并不能准确反映活细胞中的活性。这一结果表明细胞内存在 GST 活性控制机制，如果没有开发出检测活性的荧光探针，这是不可能的。未来，我们将研究阐明细胞内调节因子及其生理意义。

项目成果

Design and Synthesis of Highly Sensitive Fluorogenic Substrates for Glutathione S-Transferase and Application for Activity Imaging in Living Cells

• DOI: 10.1021/ja802423n
• 发表时间: 2008-11-05
• 期刊: JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
• 影响因子: 15
• 作者: Fujikawa, Yuuta;Urano, Yasuteru;Nagano, Tetsuo
• 通讯作者: Nagano, Tetsuo

新規GST活性検出蛍光プローブの開発とその応用

新型GST活性检测荧光探针的研制及其应用

• 发表时间: 2008
• 作者: 藤川雄太;浦野泰照;井上英史;長野哲雄
• 通讯作者: 長野哲雄

Development of fluorescence probe for diagnosis of cancers in early stage

开发用于癌症早期诊断的荧光探针

• 发表时间: 2007
• 作者: Yuuta Fuiikawa;Yasuteru Urano;Hirotatsu Kojima;Koki Morishita;Akira Hasegawa;Koichi Karaki;Hirofumi Matsui;Yoshinori Harada;Tetsuro Takamatsu;Tetsuo Nagano
• 通讯作者: Tetsuo Nagano

DESIGN AND SYNTHESIS OF THE FLUORESCENCE PROBES FOR GLUTATHIONE S-TRANSFERASE (GST) AND APPLICATION FOR ACTIVITY IMAGING IN LIVE CELLS

谷胱甘肽S-转移酶(GST)荧光探针的设计与合成及其在活细胞活动成像中的应用

• 发表时间: 2008
• 作者: Yuuta Fujikawa;Yasuteru Urano;Hideshi Inoue;Tetsuo Nagano
• 通讯作者: Tetsuo Nagano

Development of high sensitive fluorogenic substrate for the cancer-associated enzyme

癌症相关酶的高灵敏度荧光底物的开发

• 发表时间: 2007
• 作者: Yuuta Fujikawa;Yasuteru Urano;Hideshi Inoue;Tetsuo Nagano
• 通讯作者: Tetsuo Nagano