自己集合を利用した酵素検出用19F－NMR/MRIオフォン型プローブの開発

开发自组装酶检测用 19F-NMR/MRI Offon 型探针

基本信息

批准号：
11J05792
负责人：
松尾和哉
金额：
$ 0.83万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J05792/
关键词：
核磁気共鳴フッ素会合酵素自己会合 19F-MRI 酵素活性

项目摘要

本研究の目的は、特定の「酵素活性」をフッ素(19F)で検出可能なMRIプローブを開発することである。生体内には観測可能なフッ素核が存在しないことから、高いS/N比でイメージングすることが期待できる19F-MRIが近年注目されている。しかし、イメージングのためのシグナルスイッチング機構に乏しく、汎用性の高いシグナルスイッチング機構の開発が求められている。自己会合を利用した蛋白質turn-on検出用19F-MRIプローブの先行研究を基に、酵素活性を検出する手法として「自己会合型」プローブを開発した。分子の自己会合という超分子的な相互作用でプローブの酵素応答能をコントロールし、酵素反応によってシグナル増幅が起こることを期待した。開発したプローブは、水中で自己会合することで19Fシグナルを示さなかった。しかし、酵素反応を受けることによって、プローブ構造が変化し、理想的なturn-on型で標的の酵素活性を19F-MRIでイメージング可能であった。本年度は、自己会合型酵素プローブを用いて、酵素応答能を詳細に検討し、酵素活性を細胞系でも適応可能か検証した1その結果、開発した会合プローブは、サブnMオーダーの酵素でもturn-on型で高感度に検出可能であり、癌細胞が分泌したごく微量の酵素活性を19F-MRIでイメージングできた。さらに、種々の培養細胞系を用いた検討により、19F-MRIによる酵素活性のアッセイ系を構築し、いくつかの刺激によって誘導された酵素活性の評価を行うことが可能であった。

这项研究的目的是开发一种可以用氟（19F）检测特定“酶活性”的MRI探针。由于体内没有可观察到的氟核，因此预期以高S/N比成像的19F-MRI最近引起了人们的注意。但是，缺乏用于成像的信号开关机制，并且需要开发高度通用的信号开关机制。基于先前对使用自我关联检测蛋白质转口的19F-MRI探针的研究，我们开发了一种“自我关联”探针作为检测酶活性的方法。预计探针的酶反应能力通过分子的超分子相互作用来控制，并通过酶反应发生信号扩增。开发的探针未通过在水中的自我关联而显示19F信号。但是，在接受酶促反应后，探针结构发生了改变，使19F-MRI可以在理想的转元类型中成像目标酶活性。 This year, we investigated the enzyme response ability in detail using self-associated enzyme probes, and verified whether enzyme activity can be adapted to cell lines.1 As a result, the developed association probes were able to detect both sub-nM-order enzymes with high sensitivity in turn-on type, and we were able to image very small amounts of enzyme activity secreted by cancer cells using 19F-MRI.此外，通过检查各种培养的细胞系，可以通过19F-MRI构建酶活性测定系统，并评估几种刺激引起的酶活性。