〔SUMMARY〕 蛍光プローブとは、生体分子と特異的に反応して、発蛍光がoffからonへと変化する機能性分子のことであり、生きた細胞や動物体内における生命現象の可視化のためのツールとして汎用されてきた。これまで、350nmの紫外領域から600nmの赤色領域までの発蛍光を示す蛍光プローブが多数開発されてきた。一方、近年、筆者らはSi-rhodamine類やTokyoMagenta類といった深赤色波長領域の600nmから近赤外領域の750nmに至る蛍光を示す新たな蛍光団群の開発に成功し、これら長い蛍光波長領域におけるさまざまな蛍光プローブの開発を可能とした。本稿では、これら新規蛍光団とそれらを用いた蛍光プローブの開発について紹介するとともに、このような長波長蛍光プローブの創薬における可能性についても議論する。Fluorescent probes are smart molecules which can show an off/on fluorescence change in response to the specific reaction with biomolecules. These probes are utilized as tools in fluorescence imaging for visualizing the biological phenomena inside living cells and animals. So far, many fluorescent probes from 350nm （UV region） to 600nm （red region） have been developed. On the other hand, the authors have recently succeeded in developing novel fluorophores, i.e., Si-rhodamines and TokyoMagentas, which emit the fluorescence in 600nm to 750nm region （the far-red to near-infrared region）, and these fluorophores enable the development of various fluorescent probes in this long wavelength region. In this text, these novel fluorophores and the development of fluorescent probes based on them will be introduced, then the possibility of these long-wavelength fluorescent probes in the drug discovery process will be discussed.MEDCHEM NEWS 32（2）87-92（2022）87Keyword Fluorescent probe, fluorescence imaging, near-infrared, Si-rhodamine, TokyoMagenta＊1 慶應義塾大学 大学院薬学研究科 教授 花岡健二郎Kenjiro Hanaoka＊1（Ca2+）の濃度変化を可視化する蛍光プローブであるfura-2が開発されて以来、さまざまな生体分子を標的とした有機化学的に合成された蛍光プローブが開発されてきた。例えば、生体内に存在する金属イオン、生体小分子、酵素活性などの作用機序を明らかにするためには、生きた細胞や組織でさまざまな刺激に応答したそれらの濃度もしくは活性の時空間的な変化の測定が必要である。蛍光プローブと蛍光顕微鏡による蛍光イメージングによって、このような生体分子の濃度もしくは活性の変化を測定することができる。これら蛍光プローブを用いることで、近年、生物・医学領域において優れた成果が数多くあげられており、ノーベル化学賞にて2008年に「緑色蛍光タンパク質（GFP）の発見と開発」、2014年に「超解像顕微鏡の開発」が受賞対象になったことからも、近年の蛍光イメージング技術の重要性がうかがえる。さらに2000年頃より、それまで蛍光イメージングにおいて汎用されてきた可視光領域より、さらに長い波長領域である650nmから900nmの蛍光波長領域が注目されている1）。本稿では、近年、筆者らが開発した、深赤色から近赤外領域に蛍光を示す新規蛍光団と、それら1.はじめに 生命現象を理解するうえで、生きている状態の細胞や生体内でリアルタイムかつ高い時空間分解能で生命現象を可視化することは、それら理解のために必要不可欠である。このような観察を可能にするバイオイメージング技術として、簡便性や高い感度、高い時空間分解能から生命科学研究において蛍光イメージングが汎用されている。さらに、このような蛍光イメージング技術において、蛍光プローブの開発は信頼性のある蛍光イメージングを行ううえで不可欠である。ここでいう蛍光プローブとは、標的とする生体分子との化学反応を利用することで、励起波長・蛍光波長・蛍光強度などの蛍光特性が変化する機能性分子のことである。蛍光プローブは細胞外から細胞内へと容易に導入可能であり、高い感度と高い特異性を有するとともに、細胞傷害性も低く、極めて有用な手法であるといえる。細胞内カルシウムイオンProfessor, Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Keio UniversityMolecular design and application of fluorescent probes for drug discovery research創薬研究のための蛍光プローブの分子設計と活用方法
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