超音波力学療法を用いた深部微小がん治療系の確立

超声机械治疗深部微癌治疗体系的建立

基本信息

批准号：
10J10659
负责人：
市川裕樹
金额：
$ 1.34万
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：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

光増感剤とは光照射によって一重項酸素を生成し、取り込んだ細胞・組織へ酸化ストレスを与えることができる化合物であり、医療現場でも光線力学療法(PDT)の薬剤としてがん治療などに使用されている。本研究では、spiro環の開環・閉環を制御原理としたactivatable光増感剤を開発し、それとともに光照射を行うことで標的酵素を発現した細胞のみを選択的に細胞死に導く技術の開発を目的としている。以下に、本年度に行った研究について記す。FluoresceinやRhodamineに代表されるxanthene系色素化合物は蛍光色素として広く知られているが、xanthene環の0原子をSe原子に置換したSe-xanthene色素は重原子効果により蛍光性を失い、高い効率で一重項酸素を生成する光増感剤となる。そこでこのSe-xanthene系光増感剤の一重項酸素生成能の制御を目指し、activatableな光増感剤の分子設計を行った。すなわち、酵素反応前は閉環構造をとりxantheneの共役鎖が分断されて可視光吸収を持たないことで一重項酸素を生成しないが、酵素反応によって分子構造が変化することで開環構造を示し、可視光の吸収とそれに伴う一重項酸素生成能が回復することを原理とした機能性増感剤の開発を行った。開発したactivatableな光増感剤を用いることで、細胞種選択的なcell ablationおよびPDTに成功した。具体的には、標的細胞特異的なcell ablationでは、レポーター酵素として汎用されるβ-galactosidaseを標的酵素として、ショウジョウバエ幼虫において部位特異的な細胞死を導くことに成功した。また、がん細胞特異的なPDTにおいては、標的酵素として、卵巣がんや肺がんで過剰発現しているγ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)に着目し、GGT活性の高い細胞の選択的細胞死に成功した。本研究で確立された分子設計法は汎用性の高いものであり、今後さらに多くのactivatableな光増感剤を開発することで、医学・生命科学研究に大いに貢献すると期待している。

光敏剂是在光照射时产生单线氧的化合物，并且会对已服用的细胞和组织造成氧化应激，并且也用于医疗环境中作为光动力疗法（PDT）药物进行癌症治疗和其他目的。这项研究旨在开发一种可激活的光敏剂，该光敏剂控制螺旋环的打开环和闭合，并开发一种技术，有选择地导致细胞死亡仅通过照射光来表达靶酶的细胞。以下是今年进行的研究列表。黄烯染料化合物（例如荧光素和杜鹃胺）被广泛称为荧光染料，但是se- Xanthene染料替代了用SE原子中的Xanthene环中的零原子，因此由于沉重的原子效应而失去荧光，并变得具有高效效率的光含量。因此，我们设计了一种可激活的光敏剂分子设计，以控制这种基于Sexanthene的光敏剂的单重氧生产能力。换句话说，在酶反应之前，将异黄体的共轭链分开并且不会吸收可见光，导致没有产生单重氧，但是由于酶反应而导致的分子结构变化，导致环形结构，导致可见光的光和相关的单型单氧氧的吸收。使用开发的可激活的光敏剂，细胞类型选择性细胞消融和PDT成功。具体而言，在靶细胞特异性细胞消融中，通常用作报告酶的β-半乳糖苷酶被用作靶酶，从而导致果蝇幼虫的位点特异性细胞死亡。此外，在癌细胞特异性的PDT中，我们专注于γ-谷氨酰基肽酶（GGT），该酶在卵巢和肺癌中过表达，作为靶酶，并成功地设法选择性地杀死具有高GGT活性的细胞。这项研究中建立的分子设计方法具有很高的用途，我们希望通过开发更多可激活的光敏剂，它将为医学和生命科学研究做出很大贡献。