卵巣がんなどを短时间で高感度に検出できる蛍光试薬の开発 ~手术中に目では见分けにくいがんを蛍光検出する临床医疗への応用に期待~ 研究成果

大学院薬学系研究科の沼泽宏治大学院生、花冈健二郎准教授、浦野泰照教授らは、がん治疗の标的分子として注目される叶酸受容体を発现するがん部位を、正常な生体组织への吸着を抑えることで、蛍光试薬の静脉内投与后わずか30分以内ではっきりと蛍光検出できる新たな近赤外蛍光试薬を开発しました。本研究成果は、2020年1月26日付でAngewandte Chemie International Edition誌に掲载されました。
発表概要
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図1. 既存の叶酸受容体を検出する蛍光試薬
既存の蛍光试薬は动物体内への投与后、标的がん部位とそれ以外の部位とでコントラストをつけるために、正常部位から余剰な蛍光试薬が排泄されるまで、数时间から一日程度の长い时间待つ必要がある。

図2. 新たに開発した叶酸受容体を発現している細胞を検出する蛍光プローブ
蛍光试薬の分子设计として、叶酸受容体に结合する叶酸部位と水溶性のペプチドリンカー部位、近赤外蛍光色素部位から构成される。开発した蛍光试薬である贵辞濒补迟别厂颈搁-1と、その构造类似の蛍光色素の骨格を有し、既存の蛍光试薬と同様な特性を持つ贵辞濒补迟别厂颈搁-2(コントロール化合物)を示す。

図3.碍叠细胞(ヒト口腔がん细胞)への蛍光试薬の応用
叶酸受容体を细胞膜上に発现している碍叠细胞(ヒト口腔がん细胞)へと両蛍光试薬を応用したところ、贵辞濒补迟别厂颈搁-1は选択的に细胞膜上の叶酸受容体を蛍光検出することができた一方、贵辞濒补迟别厂颈搁-2は叶酸受容体以外の细胞内部位への取り込みが観察された。
※ a)、b)とも、写真右は、過剰に葉酸を加えた結果である。a)では、叶酸受容体に吸着したFolateSiR-1は、葉酸に置換され蛍光が見られなくなっている。b)では、蛍光が検出されていることから、FolateSiR-2が、葉酸に置換されない、叶酸受容体以外の細胞内部分に吸着したと考えられる。
図4.开発した蛍光试薬のマウス胚への応用
开発した蛍光试薬贵辞濒补迟别厂颈搁-1およびコントロール化合物贵辞濒补迟别厂颈搁-2をマウス胚へと応用し、蛍光イメージングを行った。贵辞濒补迟别厂颈搁-1を用いた场合、神経管闭锁部位からの强い蛍光が観察された一方で、贵辞濒补迟别厂颈搁-2を用いた场合は、胚全体から非特异的な细胞内への蛍光试薬の取り込みと思われる强い斑点状の蛍光が観察された。
図5.开発した蛍光试薬の皮下担がんモデルマウスへの応用
碍叠细胞を用いた皮下担がんモデルマウスに贵辞濒补迟别厂颈搁-1を静脉内投与した场合、30分以内に高感度でがん部位を蛍光検出することに成功した。贵辞濒补迟别厂颈搁-2を投与した场合は、がん部位以外の体全体からも蛍光が観察され、蛍光试薬の投与后6时间においても、がん部位からの强い蛍光と共に体全体からの蛍光が観察された。
図6.冻结卵巣がん组织のマイクロアレイへの応用
3つの正常组织と37の卵巣がん组织から构成される、冻结卵巣がん组织のマイクロアレイへと贵辞濒补迟别厂颈搁-1を応用した。その结果、正常组织からは蛍光が観察されなかった一方、卵巣がん组织からは検体によっては强い蛍光が観察された。また、その観察された蛍光の有无に関しては、叶酸受容体の免疫染色の结果と一致した。
论文情报
Koji Numasawa, Kenjiro Hanaoka, Naoko Saito, Yoshifumi Yamaguchi, Takayuki Ikeno, Honami Echizen, Masahiro Yasunaga, Toru Komatsu, Tasuku Ueno, Masayuki Miura, Tetsuo Nagano, and Yasuteru Urano, "A Fluorescent Probe for Rapid, High-Contrast Visualization of Folate-Receptor-Expressing Tumors in Vivo," Angewandte Chemie International Edition: 2020年1月26日, doi:10.1002/anie.201914826 and 10.1002/ange.201914826.
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