Development and application of bioluminescent probes to in vivo imaging

生物发光探针的开发及其在体内成像中的应用

基本信息

批准号：
22K20539
负责人：
木山正啓
金额：
$ 1.83万
依托单位：
University of Miyazaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-08-31 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K20539/
关键词：
生物発光発光プローブ近赤外ホタルプローブ

项目摘要

本研究では、人工生物発光システムAkaBLIを基盤に特定の生理機能を動物個体深部においても非侵襲的に可視化できるターンオン型の機能プローブの技術の開発を行う。具体的には、近赤外に発光を示すAkaLumineあるいはAkaLumineアナログに化学修飾を施し発光活性をマスクし、特定生体分子（例:プロテアーゼ）により修飾が取り除かれることで、AkaLumineあるいはアナログが遊離し、発光活性を回復する機能性プローブである。概念実証のため、SARS-CoV-2メインプロテアーゼ（Mpro）の標的ペプチドを発光基質に修飾し、Mproの存在の有無によって発光がOff→Onするかを、in vitro、細胞、マウスを用いて評価する。今年度は、まずAkaLumineアナログを用いたプローブの合成を目指した。当該アナログの合成は達成できたものの、in vitro発光活性がAkaLumineのそれに対し1/100程度低いことが判明した。当該アナログを用いたプローブでは輝度が十分得られないため、プローブの合成を断念した。一方、AkaLumine骨格に自己犠牲リンカーを介してMpro認識ペプチドを修飾したプローブの合成は達成できた。プローブは発光活性がAkaLumineより十分低いことが求められるが、当該AkaLumine プローブはin vitroにおいてAkaLumieの1/100程度発光活性が低いことが確認された。現在Mpro-Akaluc共発現細胞を作製中であり、作製し次第プローブとMproとの反応速度評価およびプローブおよびMpro濃度依存的な発光活性について測定する予定である。

在这项研究中，我们将开发一种开启的功能探针技术，该技术允许基于人造生物发光系统Akabli在动物个体中可视化特定的生理功能。具体而言，这是一种功能性探针，可释放Akalumine或Akalumine类似物，通过化学修饰它们以掩盖其发光活性，并通过特定的生物分子（例如，蛋白酶）进行修饰，从而恢复发光活性，从而释放了近红外光。为了证明概念，将SARS-COV-2主蛋白酶（MPRO）的靶肽修改为发光底物，以及使用细胞和小鼠在体外评估MPRO的存在是否取决于MPRO的存在。今年，我们首先旨在使用Akalumine类似物合成探针。尽管实现了模拟的合成，但发现体外发光活性比阿卡林碱低约1/100。由于使用模拟的探针无法充分获得亮度，因此探针的合成被放弃。另一方面，通过自我分化的接头在akalumine主链中用MPRO识别肽修饰的探针的合成。要求探针的发光活性足以低于Akalumine的活性，但已证实Akalumine探针的发光活性约为1/100的1/100。目前，正在产生mpro-akaluc共表达细胞，一旦产生细胞，将对探针和MPRO之间的反应速率进行评估，并根据探测和MPRO浓度的发光活性。