動物個体内での可視化解析を目指した近赤外蛍光プローブの開発とその生物応用

开发用于个体动物可视化分析的近红外荧光探针及其生物学应用

• 批准号: 14J12402
• 负责人: 沼澤 宏治
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J12402/
• 关键词: 葉酸受容体; 蛍光イメージング; 近赤外蛍光; 動物個体; カルシウムイオン; 蛍光プローブ; イメージング; 蛍光寿命イメージング

前年度までに、フルオレセイン系の蛍光団を用いることで細胞膜上の葉酸受容体を選択的に検出できるプローブの開発に成功していたが、より生物応用に適した近赤外領域に蛍光を有する蛍光プローブの開発は達成できなかった。そこで本年度は、より実用的な葉酸受容体検出蛍光プローブを開発するため、新たに近赤外蛍光を有するSi-ローダミン類を用いて蛍光プローブを開発することを試み、近赤外蛍光を有し細胞膜上の葉酸受容体を選択的に可視化できる新規蛍光プローブFolateSiR-１を開発した。開発したプローブは、神経管閉鎖部において葉酸受容体の発現が認められているマウス胚や、葉酸受容体が過剰発現しているKB細胞を用いて作製した腫瘍モデルマウスを用いた動物実験に応用した。その結果、マウス胚においては神経管閉鎖部において強い蛍光集積が認められ、腫瘍モデルマウスの実験においては、腫瘍から強い蛍光が観察されたことから、新たに開発したプローブは動物個体の実験に使用可能なプローブであることが明らかとなった。特に腫瘍モデルマウスを用いた実験においては、プローブ投与後わずか30分という短いタイムスケールでS/N比高く腫瘍組織の可視化を達成しており、投与後数時間から1日かかる既存のプローブよりも優れた特性を持つ蛍光プローブの開発に成功した。また、本年度は動物個体への応用可能性を有する近赤外蛍光プローブとして、カルシウムイオン（Ca2+）をターゲットとするプローブの開発を行った。近赤外領域に蛍光波長を有し、生体内のカルシウムシグナリングに深く関与する細胞質内のCa2+を感度よく捉えることが可能な蛍光プローブはこれまでになかったが、本研究において初めて開発した。これを用いて、生細胞における外部刺激によるカルシウムオシレーションやラット脳スライスにおける神経発火現象の可視化を達成した。

Before the annual ま で に, フ ル オ レ セ イ ン is の 蛍 light 団 を with い る こ と で の folic acid on the cell membrane by the capacity of body を sentaku of に 検 out で き る プ ロ ー ブ の open 発 に successful し て い た が, よ り biological 応 with に optimum し た nearly bare areas outside に 蛍 light を have す る 蛍 light プ ロ ー ブ の open 発 は reached で き な か っ た. そ こ で は this year, よ り be used な folic acid by let body 検 蛍 light プ ロ ー ブ を open 発 す る た め, new た に nearly 蛍 outside red light を す る Si - ロ ー ダ ミ ン class を with い て 蛍 light プ ロ ー ブ を open 発 す る こ と を み, nearly 蛍 outside red light を し の folic acid on the cell membrane by the capacity of body を sentaku に visualization で き る new rules 蛍 light プ ロ ー ブ Folate SiR-1を publishes た. Open 発 し た プ ロ ー ブ は, god 経 tube closure に お い て folic acid by let body の 発 が now recognize め ら れ て い る マ ウ ス が embryo や, folic acid, let body through turning 発 now し て い る KB cells を using い て cropping し た swollen sores モ デ ル マ ウ ス を with い た animals be 験 に 応 with し た. そ の results, マ ウ ス embryo に お い て は god 経 tube closure of に お い て strong い 蛍 light set product が recognize め ら れ, swollen sores モ デ ル マ ウ ス の be 験 に お い て は, swollen sores か ら strong い 蛍 light が 観 examine さ れ た こ と か ら, new た に open 発 し た プ ロ ー ブ は individual animals の be 験 に use may な プ ロ ー ブ で あ る こ と が Ming ら か と な っ た. Special に swollen sores モ デ ル マ ウ ス を with い た be 験 に お い て は, プ ロ ー ブ cast with the わ ず か 30 と い う short い タ イ ム ス ケ ー ル で high S/N ratio く swollen sores organization reached し の visualization を て お り, cast and after several time か ら 1 か か る existing の プ ロ ー ブ よ り も optimal れ た features を hold つ 蛍 light プ ロ ー ブ の open 発 に successful し た. ま た, this year's は individual animals へ の 応 with possibility を す る nearly bare outside 蛍 light プ ロ ー ブ と し て, カ ル シ ウ ム イ オ ン (Ca2 +) を タ ー ゲ ッ ト と す る プ ロ ー ブ の open 発 を line っ た. Almost bare outside areas に を have し 蛍 wavelength, born in vivo の カ ル シ ウ ム シ グ ナ リ ン グ に deep く masato and す る cytoplasm の Ca2 + を sensitivity よ く catch え る こ と が may な 蛍 light プ ロ ー ブ は こ れ ま で に な か っ た が, this study に お い て early め て open 発 し た. こ れ を with い て, cell に お け る external stimuli に よ る カ ル シ ウ ム オ シ レ ー シ ョ ン や ラ ッ ト 脳 ス ラ イ ス に お け る god 経 発 fire phenomenon の visualization を reached し た.

项目成果

Development of a fluorescent probe targeting folate receptors for fluorescence lifetime imaging (FLIM)

开发针对叶酸受体的荧光探针，用于荧光寿命成像 (FLIM)

• 发表时间: 2015
• 作者: Koji Numasawa;Kenjiro Hanaoka;Tetsuo Nagano;Yasuteru Urano
• 通讯作者: Yasuteru Urano

葉酸受容体の選択的可視化を目指した蛍光プローブの開発

开发用于叶酸受体选择性可视化的荧光探针

• 发表时间: 2014
• 作者: ○沼澤 宏治;花岡 健二郎;長野哲雄;浦野 泰照
• 通讯作者: 浦野 泰照

葉酸受容体の選択的な蛍光観察を可能にする蛍光プローブの開発

开发能够选择性荧光观察叶酸受体的荧光探针

• 发表时间: 2014
• 作者: ○沼澤 宏治;花岡 健二郎;長野哲雄;浦野 泰照
• 通讯作者: 浦野 泰照

深赤色Ca２＋蛍光プローブ

深红色Ca2+荧光探针

• 发表时间: 2016

蛍光寿命変化を利用した葉酸受容体可視化蛍光プローブの開発

开发利用荧光寿命变化可视化叶酸受体的荧光探针

• 发表时间: 2015
• 作者: ○沼澤 宏治;花岡 健二郎;長野哲雄;浦野 泰照
• 通讯作者: 浦野 泰照