高機能化ペプチド材料を用いたがん細胞三次元培養と腫瘍微小環境の蛍光イメージング

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腫瘍微小環境は、がん細胞や細胞外マトリックスなどが入り混じって形成される腫瘍組織に特有の環境であり、がん細胞の悪性化（高い浸潤・転移能や抗がん剤への抵抗性など）の要因となっていることが示唆されている。特に、腫瘍組織内の酸性環境やマトリックス分解酵素の分泌が、がん細胞の悪性化に寄与していることが認識されはじめ、がん疾患の悪性化のメカニズム解明や治療薬の開発のためには、がん細胞を三次元的に培養して腫瘍微小環境を構築するとともに、微小環境をリアルタイムに可視化解析する手法が求められている。本研究では、がん細胞の機能を制御する生理活性ペプチドと、がん細胞外のpH変化またはマトリックス分解酵素の活性をイメージングする蛍光プローブを組み込んだ自己集合化ペプチドゲルを用い、がん細胞の三次元培養による腫瘍微小環境の構築とその蛍光イメージングの手法を確立することを目的とした。今年度は、生理活性ペプチドを組み込んだ自己集合化ペプチド誘導体の合成を行った。細胞外マトリックスタンパク質由来の生理活性ペプチドを複数選択し、固相合成法により合成した。自己集合化ペプチドを液相合成し、固相担体上で生理活性ペプチドと連結させた自己集合化ペプチド誘導体を合成した。種々の生理活性ペプチドを自己集合化ペプチドに導入する手法を確立した。また、蛍光pHプローブの合成と機能評価を実施した。親水性アミノ酸を導入することで水溶性を向上させた蛍光pHプローブを種々合成し、分光特性を評価した結果、弱酸性環境で蛍光性となるpHプローブを見出すことができた。