生越友树 工学研究科教授（金沢大学特任教授）、上野将也 金沢大学助教、平尾敦 同教授らの研究グループは、生体試料中のビタミン代謝物を迅速に定量できる超分子バイオセンサー（水溶性ピラー[6]アレーン（P6A））を開発しました。
ニコチンアミド（ビタミンB3）が体内で欠乏すると皮膚炎、下痢、認知症症状を主徴とした「ペラグラ」を引き起こすことが知られています。体内でニコチンアミドはニコチンアミドN-メチル基転移酵素（nicotinamide N-methyltransferase：NNMT）と呼ばれるメチル基転移酵素によって1-メチルニコチンアミド（1-MNA）に代謝され尿中に排泄されます。従って、尿中の1-MNA濃度を測定すれば、体内のニコチンアミド量を把握することができます。一方、NNMTはさまざまながんで高発現しており、がんの進展や悪性化に関与していることが最近の研究から明らかになってきました。がん細胞のNNMTを特異的に阻害できれば、がんを抑制できる可能性があります。しかし、NNMT阻害剤の開発には、数万種類の候補から、1-MNA産生を抑制する化合物を同定する必要があります。通常、1-MNAの測定には高価な質量分析計と、その扱いに熟練したオペレーターの存在が不可欠であり、さらに測定に時間がかかるため大規模スクリーニングには適していません。
今回、1-惭狈础を迅速に検出できるバイオセンサーを开発する目的で、がん生物学と超分子化学の研究者らが共同研究を行い、夹雑物が含まれる酵素反応液や尿试料中でも、超分子笔6础は1-惭狈础と特异的に结合し、1-惭狈础浓度に依存して蛍光が消光することを発见しました。検体に笔6础を混合后、蛍光を测定するだけで、质量分析计を用いた従来法と同等の结果が得られることが分かりました。
これらの知见は、狈狈惭罢阻害剤の大规模スクリーニングやメタボリックシンドローム、がんの迅速诊断に活用されることが期待されます。さらに、がん细胞の表层や内部の代谢物を直接観ることができるナノプローブの开発や、がんの诊断や治疗に有用なバイオセンサー开発への応用が期待されます。
本研究成果は、2020年12月7日に、国際学術誌「Communications Chemistry」に掲載されました。
【顿翱滨】
【碍鲍搁贰狈础滨アクセス鲍搁尝】
Masaya Ueno, Takuya Tomita, Hiroshi Arakawa, Takahiro Kakuta, Tada-aki Yamagishi, Jumpei Terakawa, Takiko Daikoku, Shin-ichi Horike, Sha Si, Kenta Kurayoshi, Chiaki Ito, Atsuko Kasahara, Yuko Tadokoro, Masahiko Kobayashi, Tsutomu Fukuwatari, Ikumi Tamai, Atsushi Hirao & Tomoki Ogoshi (2020). Pillar[6]arene acts as a biosensor for quantitative detection of a vitamin metabolite in crude biological samples. Communications Chemistry, 3:183.
