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緩和時間変化型機能性MRIプローブのデザイン・合成・生物応用

弛豫时变功能MRI探针的设计、合成和生物学应用

基本信息

批准号：
19036012
负责人：
菊地和也
金额：
$ 4.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

酵素活性のin vivoでの可視化は、基礎研究のみならず遺伝子治療などの医療応用にも関わる重要な技術であり現在大きな注目を集めているが、実用的な手法はほとんど存在しない。蛍光イメージングは、感度は高く細胞レベルでの可視化に適している一方、MRIは、生体深部の断層画像を高い空間分解能で撮影することができる。本研究では、アポトーシスに関わる酵素であるカスパーゼの酵素活性を^<19>F-MRIと蛍光イメージングの二つの方法で検出できるプローブの創製を行った。アポトーシスは、細胞死の一種で生物の発生段階に主に見られ、成体において、アポトーシスの異常は疾患につながることが知られており、カスパーゼはアポトーシスを制御する重要な酵素である。まず、プローブの緩和時間・蛍光強度がともに変化するように、^<19>Fを含む蛍光化合物とランタノイド金属イオンであるGd^<3+>の錯体をカスパーゼ標的配列からなるペプチドでつないだ構造をデザインした。^<19>F-NMRの測定したところ、酵素反応前は、Gd^<3+>錯体の常磁性効果により^<19>Fの緩和時間が短縮しNMRシグナルが消失し、酵素によるペプチド切断により、Gd^<3+>錯体が^<19>Fより解離するためNMRシグナルが回復した。蛍光測定を行ったところ、酵素反応により、蛍光強度が上昇することが示された。さらに、^<19>F-MRIにより、酵素反応を可視化できるかどうかを検討したところ、酵素反応の進行に伴い、コントラストが高くなることが分かった。以上の結果から、蛍光とMRIにより、酵素活性を可視化することのできるプローブの創製に成功した。

The visualization of enzyme activity in vivo, basic research, gene therapy, medical applications, important technologies, and now the focus of attention, practical methods, exist MRI images of deep sections of the body have high spatial resolution capabilities. In this study, we developed a new method for detecting the enzyme activity of the enzyme by <19>F-MRI. A key enzyme in the control of abnormal diseases in the development stages of organisms, such as adults, adults, and cell death. The relaxation time of the phosphor and the intensity of the phosphor vary from one to another. The structure of the phosphor containing compounds and metals varies from one to another<19>. <19>F-NMR measurements before, Gd^<3+> complex <19>magnetization results, NMR relaxation time shortened, NMR spectra disappeared, enzyme cleavage, Gd^<3+> complex <19>dissociation, NMR recovery The light intensity of the enzyme is increased. In addition, <19>F-MRI can be used to visualize the enzyme reaction. The above results were successful in visualizing the enzyme activity in the brain.

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Dual Functional Probe to Detect Protease Activity for Fluorescence Measurement and ^<19>F MRI

用于检测荧光测量和 ^<19>F MRI 的蛋白酶活性的双功能探针

DOI：
发表时间：
期刊：
Angewandte Chemie International Edition (in press)(印刷中)
影响因子：
0
作者：
M.Fukui;R.Yoshida;他;Shin Mizukami
通讯作者：
Shin Mizukami

Selective photoinactivation of protein function through environment-sensitive switching of singlet oxygen generation by photosensitizer

DOI：
10.1073/pnas.0611717105
发表时间：
2008-01
期刊：
Proceedings of the National Academy of Sciences
影响因子：
0
作者：
T. Yogo;Y. Urano;A. Mizushima;Hisato Sunahara;Takanari Inoue;K. Hirose;M. Iino;K. Kikuchi;
通讯作者：
T. Yogo;Y. Urano;A. Mizushima;Hisato Sunahara;Takanari Inoue;K. Hirose;M. Iino;K. Kikuchi;

Time-resolved Long-lived Luminescence Imaging Method Employing Luminescent Lanthanide Probes with New Microscopy System

采用发光镧系元素探针和新型显微镜系统的时间分辨长寿命发光成像方法