MRIプローブのデザイン・合成によるin vivo可視化解析

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本研究ではさらにMRIプローブを作製することで,脳内のZn^<2+>動態計測を行ってきた.生きたままの状態の生体の3次元的な断層画像を得る方法(in vivoイメージング)としてMRI(Magnetic Resonance Imaging)には,深部にわたる画像を生体非侵襲的に得ることができるという利点がある.その際,必要とされる生体内分子を可視化するための道具として,生体深部の情報を引き出すことが可能である造影剤分子のデザイン・合成を行う.本研究では,生体内分子との反応をMRIセンサー分子の緩和時間変化に変換する分子を設計することで,個体内における遺伝子発現や生体内での役割が注目されているZn^<2+>の可視化解析を行い,個体が生きたままの生命システムにおける機能解析を行う.これまでにZn^<2+>を特異的に検出できる機能性MRI造影剤の開発を行った.その分子設計として,Zn^<2+>がGd^<3+>錯体の余っている配位子へ配位することでGd^<3+>への水分子の配位数が変化することを目指した.このデザインは,Gd^<3+>に直接配位している水分子が信号強度に大きく関与していることに由来する.具体的には,Gd^<3+>のキレーター部位にさらにZn^<2+>と高い選択性で配位する構造を分子設計し,センサー分子を合成した.このGd^<3+>錯体の水溶液は,Zn^<2+>の添加に特異的に応答し用量依存的にMRIシグナルの変化を示した.このMRIシグナルの変化は,Zn^<2+>の配位結合によってMRI造影剤のGd^<3+>への水分子配位数が変化したためと確認した.さらに,この変化機構の解析をもとに,Za^<2+>の添加によるGd^<3+>への水分子の配位数の変化を最適化しZn^<2+>の濃度変化を捉えることができる機能性MRIセンサー分子の開発に成功した.