Research

 我々のグループではMedicinal ChemistryとChemical Biologyをテーマに、自分で考え、合成した機能性分子を実際に細胞・生体へと適用し、評価するところまで行なっています。
具体的には、分子デザイン（計算化学を用いたものを含む）、有機・無機合成、各種スペクトル測定、細胞を用いた各種アッセイ、in vivoアッセイ、蛍光顕微鏡を用いた生細胞イメージング実験などの手法を中心に生命の謎の解明と病気の克服を目指します。

Our research scopes are “Medicinal Chemistry” and “Chemical Biology”. In our lab, we design, synthesize, evaluate, and apply new compounds  to develop new chemical tools and drugs.
Students in our lab receive broad-based training in experimental techniques ranging from synthetic chemistry and spectrometry to cellular and in vivo studies as shown below.
Chemical tool and drug development: Synthetic chemistry and drug design (computer chemistry)
Cellular study: Cell culture, cell assay
Molecular Imaging: Confocal microscopy, in vivo imaging

化学の力を使って生命現象を解明する、あるいは制御する。こうした学問領域はChemical Biologyと呼ばれ、近年盛んになってきています。当研究室では、低酸素、レドックス活性金属、細胞膜挙動の解明研究を中心に、そのケミカルツールの開発と新たな生命現象解明研究を展開しています。

Chemical Biology is an emerging scientific field to understand and control biological events by “Chemical Tools”. We’re now exploring novel and unique chemical tools to study hypoxia, redox-active metal ions, and plasma membrane.

体内における低酸素領域は固形がん微小環境の特徴の１つであり、この領域における腫瘍細胞は化学療法および放射線療法において抵抗性を示す。こうした悪性度の髙い腫瘍部位を検出することは、がんの診断のみならずその発生機構研究においても非常に有用である。我々の研究室ではこうした体内における低酸素領域を特異的に検出可能な近赤外蛍光プローブ分子およびMRI造影剤の開発を行なっています。

The hypoxic status of various solid tumors has been considered to be an indicator of adverse prognosis. Thus, non-invasive detection method of tumor hypoxia should be useful not only for assessment of the aggressiveness of the tumor but also for revealing carcinogenesis mechanisms. Our lab are creating new in vivo imaging tools including NIR fluorescent probes and MRI contrast agents and apply them to discover and study the hypoxia.

がん組織の微小環境の特性（低酸素・低栄養・低pH）に着目した新規分子標的薬の創製を目指しています｡新規ながん分子標的（低酸素がん微小環境、低酸素シグナル分子等）を設定し、その評価系（低酸素、低栄養またはゲノムストレス応答プロモーターアッセイシステムなど）の構築と独自のリード化合物からの構造展開によるケミカルライブラリー構築を行っております｡これまでに、正常細胞に影響せず、がん細胞の選択的攻撃を達成するため、低酸素で選択的に活性化され細胞毒性を発揮する低酸素プロドラッグ、低酸素誘導因子(HIF-1)阻害剤，血管新生阻害剤などを開発しております｡超高齢化社会におけるがん治療戦略として「ひとにやさしいがん治療薬」（cytostatic薬）の創製を目指しています。

The tumor microenvironment is characterized by hypoxia, low-nutrient levels, and acidosis. We aim to realize potent targeted molecular cancer therapy based on development of small molecular compounds. Currently, we focus on HIF (hypoxia inducible factor) signaling pathway including angiogenesis and glycolysis, develop dozens of compounds to interfere HIF pathway, and hope to contribute a novel therapy for patients with incurable cancer.

鉄は体内で最も多く存在している遷移金属であり、その役割は酸素運搬や代謝酵素の活性中心など、生命維持に不可欠である。一方でその強い酸化還元活性は細胞にとって有毒でもあり、過剰に存在すると細胞死を引き起こす。実際に過剰鉄による発がんが報告されている他にも、神経変性疾患でも鉄の沈着が見られるなど、生体内鉄ホメオスタシスとの関連も深い。我々はこうした生体内鉄、特に活性酸素種の発生に強く関与する鉄(II)イオンの検出プローブを開発するとともに、各種疾病における鉄(II)イオンの機能解明研究を展開しています。

Iron is the most abundant transition metal ion in our body. Its biological roles are ranging from oxygen delivery, electron transport, and enzymatic reactions. However, excess Fe causes severe cell damage resulting in serious diseases such as cancer, ALS, Parkinson’s diseases, and hepatitis through abnormal production of reactive oxygen species. Therefore, iron plays important roles in healthy and diseased states of the living systems.
To study the mysterious pathological and physiological functions of iron, we are developing fluorescent probes for iron, especially Fe(II).

GPCRs細胞内モジュレーターであるpepducinの細胞内移行を視覚的に捕え、その重要な構造因子を明らかにするべく機能性分子の合成及び評価を行っている。それと同時に、pepducinを送達デバイスとして用いた新規細胞内送達システムの開発を目指している。

Pepducins are known as modulators of intracellular GPCRs. To visualize their internalization, we are developing their model compounds for studying the structural factors. We are currently studying a novel intracellular delivery system using the pepducins as a career.