１細胞検出能を有する多色多機能蛍光プローブ群による高精度がん検出の実現

研究代表者らのこれまでの検討で、１細胞検出能を有する蛍光プローブを開発するためには、酵素反応後に生成する活性中間体がアザキノンメチドよりもキノンメチドの方が適切という分子設計指針が得られており、さらに本知見に基づき、gamma-glutamyltranspeptidase (GGT)との反応後にキノンメチド活性中間体が生成する蛍光プローブを設計・開発した。そこで本年度においては、本プローブを用いたさらなる応用と評価を行った。まず、GGT高発現細胞とGGT低発現細胞の共培養系に適用し、GGT高発現細胞の特異的染色が可能か検討したところ、GGT高発現細胞における蛍光強度が高く、これらの染め分けが可能であることが明らかとなった。一方で、２種類の細胞がごく近傍に存在するときは多少の漏れこみが観察されることがあった。また、本プローブが生きた組織におけるGGT活性を蛍光検出可能か検討するべく、一部の領域にGGTを発現するショウジョウバエ組織に適用し蛍光イメージングを行ったところ、GGTを高発現する細胞領域を検出できることを確認した。一方で、培養細胞を用いたときと同様、非標的細胞領域への多少の漏れこみが観察されるケースもあり、これは細胞内酵素を標的とした蛍光プローブでは観察されなかったことから、細胞膜上の酵素を標的とした場合に特徴的で、加水分解生成物が細胞外で拡散するためと考察された。本成果について、現在投稿論文準備中である。また、これまでに開発したプローブとは異なる波長域で機能する新たな蛍光プローブの開発を目指し、色素母核を変更したパイロットプローブの合成にも取り組んだ。

研究代表者らのこれまでの検討で、１細胞検出能を有する蛍光プローブを開発するためには、酵素反応後に生成する活性中間体がアザキノンメチドよりもキノンメチドの方が適切という分子設計指針が得られており、さらに本知見に基づき、gamma-glutamyltranspeptidase (GGT)との反応後にキノンメチド活性中間体が生成する蛍光プローブを設計・開発した。そこで本年度においては、本プローブを用いたさらなる応用と評価を行った。まず、GGT高発現細胞とGGT低発現細胞の共培養系に適用し、GGT高発現細胞の特異的染色が可能か検討したところ、GGT高発現細胞における蛍光強度が高く、これらの染め分けが可能であることが明らかとなった。一方で、２種類の細胞がごく近傍に存在するときは多少の漏れこみが観察されることがあった。また、本プローブが生きた組織におけるGGT活性を蛍光検出可能か検討するべく、一部の領域にGGTを発現するショウジョウバエ組織に適用し蛍光イメージングを行ったところ、GGTを高発現する細胞領域を検出できることを確認した。一方で、培養細胞を用いたときと同様、非標的細胞領域への多少の漏れこみが観察されるケースもあり、これは細胞内酵素を標的とした蛍光プローブでは観察されなかったことから、細胞膜上の酵素を標的とした場合に特徴的で、加水分解生成物が細胞外で拡散するためと考察された。本成果について、現在投稿論文準備中である。また、これまでに開発したプローブとは異なる波長域で機能する新たな蛍光プローブの開発を目指し、色素母核を変更したパイロットプローブの合成にも取り組んだ。