新規亜鉛イオン応答性MRI用イメージングプローブの開発と応用

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研究代表者によって開発された亜鉛イオン(Zn^<2+>)をターゲットとした機能性MRI造影剤(Chemistry & Biology, vol.9,pp1027-1032,2002年)を用いたラットでのこれまでの動物実験から、その造影剤の体内動態の制御が必要であると考えた。造影剤を体内で局在化させる1つの手法として、化合物の細胞膜透過性化に着目した。この細胞膜透過性を評価するにあたり、細胞に対する解像度と感度から蛍光顕微鏡下での評価が適していると考えられる。そこで造影剤の中心金属イオンを強い蛍光を有するユウロピウム金属イオンやテルビウム金属イオンに換えることで、化合物を蛍光性化し蛍光顕微鏡に応用することを試みた。さらに、これら金属イオンの蛍光特性に適した蛍光顕微鏡システムを立ち上げることで、ランタノイド金属イオン錯体の生細胞レベルでの挙動の詳細な評価を可能とした。この蛍光顕微鏡システムについては現在、論文として投稿中である。さらに、米国にて細胞膜透過性化の1つの手法として細胞膜透過性peptideの使用の可能性の検討も行った。また、これまでに開発したZn^<2+>応答性MRIプローブとは異なる原理を用いることで、MRIシグナルをより大きく変化させ、感度を上昇させることを試みた。新たな原理として、Receptor Induced Magnetization Enhancement (RIME)現象に着目した。これは、ガドリニウム金属イオン錯体がタンパク質分子などの巨大分子と結合することで分子の回転速度が非常に遅くなり、結果としてMRIシグナルが大きく上昇する現象である。この原理を用いて、モデルターゲット分子であるβ-galactosidase活性に応答してMRIシグナルが大きく変化する機能性MRI造影剤の開発に成功した。この研究結果に関しても現在、論文として投稿中である。