2021/03/31 更新

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ドウウラ トモヒロ
堂浦 智裕
DOURA Tomohiro
所属
大学院工学研究科 生命分子工学専攻 生命システム工学 助教
職名
助教

研究キーワード 6

  1. 神経科学

  2. 分子生物学

  3. ケミカルバイオロジー

  4. 化学遺伝学

  5. メディシナルケミストリー

  6. ケミカルバイオロジー

研究分野 2

  1. ナノテク・材料 / 生体化学

  2. ライフサイエンス / 薬系化学、創薬科学

現在の研究課題とSDGs 1

  1. 神経伝達物質受容体を対象とした化学遺伝学研究

経歴 4

  1. 名古屋大学   大学院工学研究科 生命分子工学専攻 化学遺伝学研究グループ   助教

    2020年10月 - 現在

  2. 名古屋大学大学院工学研究科 生命分子工学専攻   化学遺伝学研究グループ   特任助教

    2019年6月 - 2020年9月

  3. 東京薬科大学   薬学部 分子機能解析学教室   嘱託助教

    2018年7月 - 2019年5月

  4. 山口大学   大学院医学系研究科 器官解剖学分野   助教

    2016年10月 - 2018年6月

所属学協会 5

  1. 日本化学会

  2. 日本薬学会

  3. 日本薬学会

  4. 日本化学会

  5. 日本ケミカルバイオロジー学会

 

論文 8

  1. Ligand-directed two-step labeling to quantify neuronal glutamate receptor trafficking 査読有り

    Ojima K.

    Nature Communications   12 巻 ( 1 ) 頁: 831   2021年12月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Nature Communications  

    DOI: 10.1038/s41467-021-21082-x

    Web of Science

    Scopus

    その他リンク: http://www.nature.com/articles/s41467-021-21082-x

  2. Selective acetylcholinesterase inhibitors derived from muscle relaxant dantrolene

    Aoyama H.

    Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters   30 巻 ( 4 )   2020年2月

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    出版者・発行元:Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters  

    DOI: 10.1016/j.bmcl.2019.126888

    Web of Science

    Scopus

  3. Selective acetylcholinesterase inhibitors derived from muscle relaxant dantrolene 査読有り

    Hiroshi Aoyama, Tomohiro Doura

    Bioorganic and Medicinal Chemistry Letters   30 巻 ( 4 ) 頁: 126888   2020年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  4. Relationship between the glutathione-responsive degradability of thiol-organosilica nanoparticles and the chemical structures 査読有り

    T. Doura, T. Nishio, F. Tamanoi, M. Nakamura

    J. Mater. Res.   34 巻 ( 7 ) 頁: 1266 - 1278   2019年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  5. Biodegradability of disulfide-organosilica nanoparticles evaluated by soft X-ray photoelectron spectroscopy: cancer therapy implications 査読有り

    H. Mekaru, A. Yoshigoe, M. Nakamura, T. Doura, F. Tamanoi

    ACS Appl. Nano Mater.   2 巻 ( 1 ) 頁: 479 - 488   2018年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  6. Miniaturization of thiol-organosilica nanoparticles induced by an anionic surfactant 査読有り

    Tomohiro Doura, Fuyuhiko Tamanoi, Michihiro Nakamura

    Journal of Colloid and Interface Science   526 巻   頁: 51 - 62   2018年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Academic Press Inc.  

    Thiol-organosilica nanoparticles are a promising nanomaterial for biomedical applications. The enhanced permeability and retention (EPR) effect is useful for tumor targeting within the biomedical applications of nanomaterials, and nanomaterials with a size of less than 200 nm exhibit the maximum EPR effect. However, the synthesis of thiol-organosilica nanoparticles with a diameter of less than 200 nm is not efficient for the yield using the present conventional synthetic methods. Herein, we report the development of an efficient synthetic method of thiol-organosilica nanoparticles with a diameter of less than 200 nm using an anionic surfactant and discuss its mechanism. Compared with the conventional synthetic methods, a greater than 10-fold miniaturization of thiol-organosilica nanoparticles and an approximately 40-fold increase in the production efficiency of small thiol-organosilica nanoparticles were achieved using the sodium dodecyl sulfate (SDS)-addition synthetic method or sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS)-addition synthetic method. This is the first report about the miniaturization of organosilica nanoparticles induced by an anionic surfactant. The SDS-addition synthetic method or SDBS-addition synthetic method will accelerate the biomedical applications of thiol-organosilica nanoparticles.

    DOI: 10.1016/j.jcis.2018.04.090

    Scopus

  7. Hybrid cell reactor system from Escherichia coli protoplast cells and arrayed lipid bilayer chamber device 査読有り

    Y. Moriizumi, K. V. Tabata, R. Watanabe, T. Doura, M. Kamiya, Y. Urano, H. Noji

    Sci. Rep.   8 巻 ( 1 ) 頁: 11757   2018年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  8. Combretastatin A4-beta-galactosyl conjugates for ovarian cancer prodrug monotherapy 査読有り

    T. Doura, K. Takahashi, Y. Ogura, N. Suzuki

    ACS Med. Chem. Lett.   8 巻 ( 2 ) 頁: 211 - 214   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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書籍等出版物 1

  1. 実験医学2016年12月号 Vol.34 No.19 pp.3197-3201、クローズアップ実験法:生体組織中のlacZ発現細胞のライブ蛍光検出

    堂浦智裕、神谷真子、浦野泰照( 担当: 単著 ,  範囲: 全般)

    羊土社  2016年11月  ( ISBN:978-4-7581-0158-5

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    総ページ数:5   記述言語:日本語 著書種別:学術書

MISC 13

  1. Relationship between the glutathione-responsive degradability of thiol-organosilica nanoparticles and the chemical structures 査読有り

    T. Doura, T. Nishio, F. Tamanoi, M. Nakamura  

    J. Mater. Res.34 巻 ( 7 ) 頁: 1266-1278   2019年2月

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    記述言語:英語  

  2. Biodegradability of disulfide-organosilica nanoparticles evaluated by soft X-ray photoelectron spectroscopy: cancer therapy implications 査読有り

    H. Mekaru, A. Yoshigoe, M. Nakamura, T. Doura, F. Tamanoi  

    ACS Appl. Nano Mater.2 巻 ( 1 ) 頁: 479-488   2018年12月

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    記述言語:英語  

  3. Miniaturization of thiol-organosilica nanoparticles induced by an anionic surfactant 査読有り

    T. Doura, F. Tamanoi, M. Nakamura  

    J. Colloid Interface Sci.526 巻   頁: 51-62   2018年9月

  4. Hybrid cell reactor system from Escherichia coli protoplast cells and arrayed lipid bilayer chamber device 査読有り

    Y. Moriizumi, K. V. Tabata, R. Watanabe, T. Doura, M. Kamiya, Y. Urano, H. Noji  

    Sci. Rep.8 巻 ( 1 ) 頁: 11757   2018年8月

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    記述言語:英語  

  5. Combretastatin A4-beta-galactosyl conjugates for ovarian cancer prodrug monotherapy 査読有り

    T. Doura, K. Takahashi, Y. Ogura, N. Suzuki  

    ACS Med. Chem. Lett.8 巻 ( 2 ) 頁: 211-214   2017年2月

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    記述言語:英語  

  6. Detection of lacZ-positive cells in living tissue with single-cell resolution 査読有り

    T. Doura, M. Kamiya, F. Obata, Y. Yamaguchi, T. Y. Hiyama, T. Matsuda, A. Fukamizu, M. Noda, M. Miura, Y. Urano  

    Angew. Chem. Int. Ed.55 巻 ( 33 ) 頁: 9620-9624   2016年8月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/anie.201603328

  7. PAMAM dendron lipid assemblies that undergo structural transition in response to weakly acidic pH and their cytoplasmic delivery capability 査読有り

    T. Doura, M. Yamada, R. Teranishi, Y. Yamamoto, T. Sugimoto, E. Yuba, A. Harada, K. Kono  

    Langmuir31 巻 ( 18 ) 頁: 5105-5114   2015年4月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1021/acs.langmuir.5b00183

  8. Phenylboronic acid-based 19F MRI probe for the detection and imaging of hydrogen peroxide utilizing its large chemical-shift change 査読有り

    H. Nonaka, Q. An, F. Sugihara, T. Doura, A. Tsuchiya, Y. Yoshioka, S. Sando  

    Anal. Sci.31 巻 ( 4 ) 頁: 331-335   2015年4月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.2116/analsci.31.331

  9. A platform for designing hyperpolarized magnetic resonance chemical probes 査読有り

    H. Nonaka, R. Hata, T. Doura, T. Nishihara, K. Kumagai, M. Akakabe, M. Tsuda, K. Ichikawa, S. Sando  

    Nat. Commun.4 巻   頁: 2411   2013年12月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1038/ncomms3411

  10. An adhesive 19F MRI chemical probe allows signal off-to-on-type molecular sensing in a biological environment 査読有り

    T. Doura, R. Hata, H. Nonaka, F. Sugihara, Y. Yoshioka, S. Sando  

    Chem. Commun.49 巻 ( 97 ) 頁: 11421-11423   2013年12月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1039/c3cc46471g

  11. Design of a 13C magnetic resonance probe using a deuterated methoxy group as a long-lived hyperpolarization unit 査読有り

    T. Doura, R. Hata, H. Nonaka, K. Ichikawa, S. Sando  

    Angew. Chem. Int. Ed.51 巻 ( 40 ) 頁: 10114-10117   2012年10月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1002/anie.201202885

  12. Atom arrangement strategy for designing a turn-on 1H magnetic resonance probe: a dual activatable probe for multimodal detection of hypochlorite 査読有り

    T. Doura, H. Nonaka, S. Sando  

    Chem. Commun.48 巻 ( 10 ) 頁: 1565-1567   2012年2月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1039/c1cc12044a

  13. p-Aminophenyl alkyl ether-based 19F MRI probe for specific detection and imaging of hypochlorite ion 査読有り

    T. Doura, Q. An, F. Sugihara, T. Matsuda, S. Sando  

    Chem. Lett.40 巻 ( 12 ) 頁: 1357-1359   2011年12月

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    記述言語:英語  

    DOI: 10.1246/cl.2011.1357

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共同研究・競争的資金等の研究課題 1

  1. beta-ガラクトシダーゼ活性により機能発現するヘキストを基盤とするアルキル化剤の開発

    2015年12月 - 2016年11月

    持田記念医学薬学振興財団 平成27年度 研究助成金 

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    資金種別:競争的資金

科研費 3

  1. スニチニブを基盤とする分子標的薬複合体の開発

    研究課題/研究課題番号:19K16325  2019年04月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究  若手研究

    堂浦 智裕

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:2860000円 ( 直接経費:2200000円 、 間接経費:660000円 )

    スニチニブはがん組織に過剰発現している受容体型チロシンキナーゼを阻害する分子標的薬です。本研究では、スニチニブが受容体型チロシンキナーゼを過剰発現しているがん組織に集積しやすい性質を利用して、がん組織に選択的に集積してチロシンキナーゼ阻害作用と細胞傷害作用の2つの作用機序により相乗的な薬効を発揮する分子標的薬複合体の開発を目指します。
    交付申請書に記載した研究の目的、研究実施計画では受容体型チロシンキナーゼ(RTK)阻害薬であるスニチニブをがん細胞への標的化分子として活用する予定であったが、スニチニブの受容体型チロシンキナーゼへの選択性は十分ではない。Kevan M. Shokatらは化学遺伝学的手法を用い、ある化合物と変異型RTKとの特異的なペアを作り出すことにより阻害薬の選択性を飛躍的に増大させている。そのため、本年度は化学遺伝学に着目し、野生型受容体の活性のみを阻害し、変異型受容体の活性は阻害しない阻害薬の開発に取り組んだ。
    具体的には、代謝型グルタミン酸受容体1(mGlu1)とそのネガティブアロステリックモジュレーター(NAM)であるFITMとの複合体の結晶構造に着目し、FITMに近接している細胞外ループ2(ECL2)上のアミノ酸残基に変異を加えると共に、ECL2に近接するFITMのイソプロピル基を置換することにより誘導体化した。その結果、mGlu1のECL2上の748番目のスレオニン残基(T748)をトリプトファン残基に置換した変異型mGlu1 T748WはFITM誘導体の一つであるFITM 3-pentylによる活性阻害を受けないが、野生型mGlu1はFITM 3-pentylによる活性阻害を受けることが明らかになった。これは、変異型mGlu1 T748WとFITM 3-pentylを用いることによりmGlu1の活性制御が可能になったことを意味している。中枢神経系では運動学習に関与する小脳プルキンエ細胞にmGlu1が発現していることが知られており、小脳プルキンエ細胞のmGlu1の運動学習への関与についての詳細な解析が望まれている。上記の成果はその解析に応用できることが期待される。
    化学遺伝学的アプローチによる受容体機能の制御においては、変異型受容体とそれに対応する人工リガンドの組み合わせを作り出すことが必須となる。2019年度はclass C GPCRの一つである代謝型グルタミン酸受容体サブタイプ1(mGlu1)に関する上記の組み合わせを創出した。以下に詳細を記述する。mGlu1とそのネガティブアロステリックモジュレーター(NAM)であるFITMの複合体の結晶構造から、複合体中のFITMはECL2の近傍に存在することが示されていた。この知見に基づき、mGlu1の細胞外ループ2(ECL2)と膜貫通領域3(TM3)との間のジスルフィド結合の形成に関与しているECL2上のC746の近傍のアミノ酸残基を種々のアミノ酸残基に置換した変異型mGlu1を作製した。また、複合体中でECL2に向き合っているFITMのイソプロピル基を種々の置換基に変えた誘導体を合成した。mGlu1はGq共役型のGPCRであるため、mGlu1が活性化するとGqタンパク質を介したシグナル伝達を通して細胞内カルシウムイオン(Ca2+)濃度が上昇する。この現象を利用したCa2+の蛍光イメージング実験から、これらの変異型mGlu1とFITM誘導体の組み合わせについてmGlu1の活性応答に基づいて評価した。その結果、ECL2上のT748をトリプトファン残基に置換した変異型mGlu1(mGlu1 T748W変異体)はFITMによって活性化が抑制されたが、FITMの誘導体であるFITM 3-pentylを加えた場合には活性を阻害されないことを見出した。このmGlu1 T748W変異体とFITM 3-pentylの組み合わせを利用することにより小脳プルキンエ細胞におけるmGlu1の運動学習への関係性を明らかにできると考えられる。以上より、2019年度の研究活動は概ね順調に推移したと考えている。
    現在、上述のmGlu1 T748W変異体とFITM 3-pentylの組み合わせをin vivoに適用し、小脳プルキンエ細胞におけるmGlu1の発達段階における運動学習への関係性を明らかにするための実験計画を作成している。初めに、プルキンエ細胞特異的なL7プロモーターの制御下でmGlu1 T748W変異体を発現するアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを作製し、若い野生型マウスの小脳に注入することによってmGlu1 T748W変異体がプルキンエ細胞に過剰発現したマウスを作製する。このmGlu1 T748W変異体を持つモデルマウスにFITM 3-pentylを投与し、ローターロッド試験を実施する。FITM 3-pentylは野生型mGlu1の活性を阻害するが、mGlu1 T748W変異体の活性は阻害されない。そのため、FITM 3-pentylを投与されると小脳プルキンエ細胞に発現しているmGlu1 T748W変異体を除いた全てのmGlu1の活性が阻害される。一方、FITMを投与されると全てのmGlu1の活性が阻害される。この差を活用することにより、どの発達段階におけるmGlu1が運動学習に重要なのかを明らかにする予定である。
    また、この化学遺伝学的アプローチ(細胞外ループエンジニアリング)の他のGPCRへの適用を検討している。mGlu1はclass C GPCRだが、GPCRの大部分はclass A GPCRに属している。そのため、生理機能や疾病との関連性が強いアデノシンA2A受容体やヒスタミンH1受容体への適用拡大を進めており、既に初期的な結果を得つつある。今後はさらに研究を進め、GPCR全般に広く活用できる化学遺伝学的アプローチとして細胞外ループエンジニアリングを磨き上げていく予定である。

  2. がん選択的化学療法の実現を目指した細胞内滞留型プロドラッグの開発

    2016年04月 - 2019年03月

    科学研究費補助金  若手研究(B)

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    担当区分:研究代表者 

  3. がん選択的化学療法の実現を目指した細胞内滞留型プロドラッグの開発

    研究課題/研究課題番号:16K18909  2016年04月 - 2019年03月

    堂浦 智裕

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    研究代表者は、がん組織に対する「魔法の弾丸」の開発を目指し、3年間で①beta-ガラクトシダーゼを標的分子とした卵巣がん細胞に対するプロドラッグ候補化合物の開発、②がん組織への薬物運搬体となり得るグルタチオン応答分解性チオール有機シリカナノ粒子の開発を達成しました。これらの成果は、がん組織選択的な化学療法の実現に資するものであると考えています。
    本研究成果の学術的・社会的意義の一つ目は、beta-ガラクトシダーゼという酵素が卵巣がん細胞に対する化学療法において、薬の機能をオンにするスイッチとなり得ることを示した点です。この知見を基に、beta-ガラクトシダーゼをスイッチとする抗がん剤の研究開発が進展することが期待されます。二つ目は、チオール有機シリカナノ粒子の大きさを制御できる実用的な合成法を開発したことです。この成果は、本ナノ粒子をがん組織選択的に送り込む技術の開発に貢献するものです。三つ目はチオール有機シリカナノ粒子の詳細な化学構造に関するデータを得たことです。この結果、本ナノ粒子を論理的に機能化することが可能になりました。