生体内の環境変化に応答する多機能分子プローブの開発と病的組織のイメージング

开发响应体内环境变化和病理组织成像的多功能分子探针

基本信息

批准号：
17J03866
负责人：
梅原由衣
金额：
$ 1.6万
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：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、生体内の環境変化に応答する多機能分子プローブの開発と病的組織のイメージングを目的に実験を行っている。令和元年度では、平成30年度にオーストリア・ウィーン大学のFreddy Kleitz研究室にて合成・評価を行った種々の粒径を有する多孔性シリカナノ粒子MCM-41, MCM-48に、表面に水分散性を高めるためのホスホネート基、内部にルテニウム錯体を固定化するためのチオール基をそれぞれ別に修飾した。この2種類の官能基を有する多孔性シリカナノ粒子pMSN-SHは、表面のホスホネート基によって表面電位が著しく負に帯電しており、3-4 nmの細孔を有していた。また、内部表面のチオール基とマレイミド基を有するルテニウム錯体とのマイケル付加反応によって固定化し、pMSN-Ruを合成した。種々のpMSN-Ruの分散液に種々の酸素濃度の大気を通気したところ、Stern-Volmer式に則った高い酸素濃度応答性を有していた。この種々のpMSN-Ruを細胞に投与したところ、100 nmの粒径を有するMCM-41, MCM-48タイプのpMSN-Ruは細胞内に良好に取り込まれ、外部の酸素濃度変化に応答した素早い発光強度の変化が見られ、光照射による細胞毒性も見られなかった。一方で、50-60 nmの粒径を有するMCM-48タイプのpMSN-Ruでは細胞内への取込量が少ないという結果が得られた。したがって、100 nmのpMSN-Ruを用いて、動物体内での酸素濃度応答性評価を行った。マウス下肢にプローブを投与し、上部を結紮することによって急性の低酸素状態を作り、その前後での発光をイメージングした結果、結紮後により強く発光することが観察され、生体内においても高い酸素濃度変動に対する応答性を示すことを明らかにした。現在、本研究内容に関する論文を投稿する準備中である。

这项研究的目的是开发多功能分子探针，以应对体内和成像病理组织的环境变化。 2019年，在2018年在奥地利维也纳大学的弗雷迪·克莱兹（Freddy Kleitz）实验室合成和评估了多孔二氧化硅纳米颗粒MCM-41和MCM-48，并通过表面上的磷酸盐组分别修改了磷酸盐组，以增强层次和硫醇基团的境地，以增强室内的含量和硫醇。具有这两个官能团的多孔二氧化硅纳米颗粒PMSN-SH因表面上的膦酸酯基团而显着负有表面电势，孔的孔为3-4 nm。此外，PMSN-RU是通过在内表面上的硫醇组与具有马来酰亚胺基的唯一辅助复合物之间固定反应合成的。当各种PMSN-RU色散以各种氧气浓度排气时，发现它具有较高的氧气浓度响应，该浓度响应符合船尾伏尔默公式。当将这些各种PMSN-RU施用到细胞上时，将其粒径为100 nm的MCM-41和MCM-48类型的PMSN-RU很好地掺入了细胞中，并且在氧气浓度的外部变化中观察到了发光的快速变化，并且由于光照射而没有观察到氧气浓度的外部变化。另一方面，得到的结果是，粒径为50-60 nm的MCM-48型PMSN-RU对细胞的吸收少量。因此，使用100 nm PMSN-RU评估动物中的氧浓度反应能力。向小鼠的下肢施用探针，并连接上部以产生急性缺氧状态，并观察到在此之前和之后对发光进行成像，从而在结扎后发出更强的发光，表明它也表现出对体内氧气浓度的高变化的反应性。目前，我们准备提交有关本研究内容的论文。