生体内一酸化窒素(NO)蛍光プローブの開発と臨床応用に関する研究

本研究では、生体内一酸化窒素(NO)の検出、画像化のための新しい蛍光プローブの開発を進めた。NOを直接捕捉しうる蛍光プローブを設計するに当たって、細胞内でNOを直接捕捉して活性化するクアニル酸シクラーゼの活性中心をモデルとした全く新しいタイプの分子を考案した。すなわち、環状配位子としてサイクラムを用い、これに蛍光性の軸性配位子を導入した蛍光性配位子を種々設計、合成した。これらを種々の遷移金属の錯体とした後、NOに対する応答を検討した。その結果、側鎖としてキノリン環を有する化合物が、NOと直接反応して蛍光が変化することを見出した。この変化は、NOの最終代謝物である亜硝酸イオンでは起こらず、また、その変化のタイムコースは、NO放出剤からのNO発生タイムコースと完全に一致した。次に、その他のNO関連物質との反応を検討したところ、S-ニトロソチオールでは、蛍光が急激に変化し、その後一定となった。これは、ニトロソチオールが鉄により触媒的に分解し、発生したNOを捕捉したものと考えられた。細胞毒性を有するとされるNO派生物である過酸化亜硝酸では、プローブの蛍光は減少したが、NOと過酸化亜硝酸を同時放出するSIN-1と、過酸化亜硝酸の消去剤であるエブセレン、スーパーオキシドの消去剤であるSODを併用した検討から、本プローブはNOにより選択性が高いことが分かった。本プローブは、リポソームなどに封入することによって、さらにニトロソチオールや過酸化亜硝酸に対する選択性を向上させると、iNOSからのNOを計測できる可能性があることが示唆された。また、NOによる蛍光変化機構の検討から、分子内に2つの蛍光性側鎖を有するプローブが更に有効であると考えられ、今後、これを検討していく。

本研究では、生体内一酸化窒素(NO)の検出、画像化のための新しい蛍光プローブの開発を進めた。NOを直接捕捉しうる蛍光プローブを設計するに当たって、細胞内でNOを直接捕捉して活性化するクアニル酸シクラーゼの活性中心をモデルとした全く新しいタイプの分子を考案した。すなわち、環状配位子としてサイクラムを用い、これに蛍光性の軸性配位子を導入した蛍光性配位子を種々設計、合成した。これらを種々の遷移金属の錯体とした後、NOに対する応答を検討した。その結果、側鎖としてキノリン環を有する化合物が、NOと直接反応して蛍光が変化することを見出した。この変化は、NOの最終代謝物である亜硝酸イオンでは起こらず、また、その変化のタイムコースは、NO放出剤からのNO発生タイムコースと完全に一致した。次に、その他のNO関連物質との反応を検討したところ、S-ニトロソチオールでは、蛍光が急激に変化し、その後一定となった。これは、ニトロソチオールが鉄により触媒的に分解し、発生したNOを捕捉したものと考えられた。細胞毒性を有するとされるNO派生物である過酸化亜硝酸では、プローブの蛍光は減少したが、NOと過酸化亜硝酸を同時放出するSIN-1と、過酸化亜硝酸の消去剤であるエブセレン、スーパーオキシドの消去剤であるSODを併用した検討から、本プローブはNOにより選択性が高いことが分かった。本プローブは、リポソームなどに封入することによって、さらにニトロソチオールや過酸化亜硝酸に対する選択性を向上させると、iNOSからのNOを計測できる可能性があることが示唆された。また、NOによる蛍光変化機構の検討から、分子内に2つの蛍光性側鎖を有するプローブが更に有効であると考えられ、今後、これを検討していく。