機能性光増感剤の開発による癌選択的ＰＤＴの実現

本年度までに、遺伝学においてレポーター酵素として用いられる酵素である、β-galactosidaseを発現した細胞選択的に細胞死を誘導するactivatable光増感剤であるSPiDER-killer-βGalを開発した。本光増感剤は、β-galactosidaseとの酵素反応により初めて光増感能を発揮し、光照射に伴って細胞に対して酸化ストレスを負荷する一重項酸素を産生する。これまでにβ-galactosidaseを標的とした小分子ベースの骨格を有するactivatable光増感剤は報告されているが、酵素生成物の細胞外漏出により一細胞レベルの高い選択性を有する細胞死誘導は実現されていなかった。本研究では、β-galactosidaseとの酵素反応後にキノンメチド中間体を経ることにより細胞内滞留性を獲得する分子設計を施すことで、酵素反応生成物の細胞外漏出を抑制し、標的細胞に対する高い標的選択性を有する細胞死誘導が可能な光増感剤を開発した。具体的には、HEK細胞およびβ-galactosidaseを過剰発現したHEK/lacZ細胞の共培養系に対する細胞死誘導実験から、HEK/lacZ細胞選択的な細胞死が確認された。また、β-galactosidaseをengrailed領域に発現したショウジョウバエwing discの細胞死誘導実験においても、標的細胞選択的な細胞死誘導が認められた。in vivoの実験系として、ショウジョウバエ蛹中胸背側の一部の細胞にβ-galactosidaseを発現したモザイク解析モデルに対して行った細胞死誘導実験から、in vivoにおいても細胞死誘導が確認された。これらの結果から、SPiDER-killer-βGalはin vitroのみならずin vivoにおいても一細胞レベルの標的選択性を有する細胞死誘導が可能な機能性光増感剤であることが示された。

本年度までに、遺伝学においてレポーター酵素として用いられる酵素である、β-galactosidaseを発現した細胞選択的に細胞死を誘導するactivatable光増感剤であるSPiDER-killer-βGalを開発した。本光増感剤は、β-galactosidaseとの酵素反応により初めて光増感能を発揮し、光照射に伴って細胞に対して酸化ストレスを負荷する一重項酸素を産生する。これまでにβ-galactosidaseを標的とした小分子ベースの骨格を有するactivatable光増感剤は報告されているが、酵素生成物の細胞外漏出により一細胞レベルの高い選択性を有する細胞死誘導は実現されていなかった。本研究では、β-galactosidaseとの酵素反応後にキノンメチド中間体を経ることにより細胞内滞留性を獲得する分子設計を施すことで、酵素反応生成物の細胞外漏出を抑制し、標的細胞に対する高い標的選択性を有する細胞死誘導が可能な光増感剤を開発した。具体的には、HEK細胞およびβ-galactosidaseを過剰発現したHEK/lacZ細胞の共培養系に対する細胞死誘導実験から、HEK/lacZ細胞選択的な細胞死が確認された。また、β-galactosidaseをengrailed領域に発現したショウジョウバエwing discの細胞死誘導実験においても、標的細胞選択的な細胞死誘導が認められた。in vivoの実験系として、ショウジョウバエ蛹中胸背側の一部の細胞にβ-galactosidaseを発現したモザイク解析モデルに対して行った細胞死誘導実験から、in vivoにおいても細胞死誘導が確認された。これらの結果から、SPiDER-killer-βGalはin vitroのみならずin vivoにおいても一細胞レベルの標的選択性を有する細胞死誘導が可能な機能性光増感剤であることが示された。