JP2018140971A - Near-infrared fluorescent probe for peptidase activity detection - Google Patents

Near-infrared fluorescent probe for peptidase activity detection Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescent probe that can detect peptidase activity highly expressed in a cancer cell by fluorescence response, and has excellent tissue permeability, and a cancer diagnostic composition containing the probe.SOLUTION: The present invention provides a fluorescent probe for peptidase activity detection, typified by a compound of the formula, and a cancer diagnostic composition containing the probe. The composition is used for cancer surgical treatment or cancer test, is suitable for retractor surgery, endoscopic surgery, or endoscopy, and is used for observing fluorescence response by fluorescent imaging means.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ペプチダーゼ活性検出用の蛍光プローブに関する。より詳細には、アミノペプチダーゼ等のペプチダーゼ活性を近赤外領域の蛍光により検出することが可能な新規蛍光プローブ、当該プローブを含むがん診断用組成物、及び当該蛍光プローブを用いた検出方法に関する。   The present invention relates to a fluorescent probe for detecting peptidase activity. More specifically, the present invention relates to a novel fluorescent probe capable of detecting peptidase activity such as aminopeptidase by fluorescence in the near infrared region, a composition for cancer diagnosis containing the probe, and a detection method using the fluorescent probe. .

がんの罹患者や死亡者が年々増加している現在、その治療方法の開発が期待され続けている。現時点で、最も確実と考えられているがん治療法の一つは、がんの早期発見とその確実な外科的摘出であるが、目視が完全には難しいがん組織を完全に除去することは難しく再発の原因となっている。   With the number of cancer patients and deaths increasing year by year, the development of treatment methods continues to be expected. At present, one of the most reliable cancer treatments is the early detection of cancer and its reliable surgical removal, but the complete removal of cancer tissue that is difficult to see completely. Is difficult and causes recurrence.

一方、がん細胞では、ペプチダーゼ(プロテアーゼ)であるγ-グルタミルトランスフェラーゼ(GGT)の発現亢進が認められ、この発現亢進が薬剤耐性に関連するとの報告がなされている。したがって、γ-グルタミルトランスフェラーゼを検出することによりがん細胞やがん組織を高精度に特定する診断方法の開発に繋がることが期待できる。   On the other hand, in cancer cells, increased expression of γ-glutamyltransferase (GGT), a peptidase (protease), has been observed, and it has been reported that this increased expression is related to drug resistance. Therefore, it can be expected that detection of γ-glutamyltransferase will lead to the development of a diagnostic method for identifying cancer cells and cancer tissues with high accuracy.

本発明者らは、これまでに、分子内スピロ環化平衡を示す蛍光色素を基に、γ-グルタミルトランスフェラーゼの活性を検出可能な蛍光プローブ群を開発している(非特許文献1等)。しかしながら、かかる従来の蛍光プローブの吸収・発光波長は、蛍光波長は550nm以下であり、組織表面に存在するがん細胞等に対しては高感度で検出可能であるものの、リンパ節転移などの生体組織下や臓器内部に存在するがん細胞には適用できないという制約があった。   The present inventors have so far developed a fluorescent probe group capable of detecting the activity of γ-glutamyltransferase based on a fluorescent dye exhibiting intramolecular spirocyclization equilibrium (Non-patent Document 1, etc.). However, the absorption / emission wavelength of such a conventional fluorescent probe is 550 nm or less, and although it can be detected with high sensitivity to cancer cells and the like present on the tissue surface, living organisms such as lymph node metastasis can be used. There is a restriction that it cannot be applied to cancer cells existing in tissues or inside organs.

一般的に、650nmから900nmの近赤外領域は「生体の窓」と呼ばれ、水による光の吸収や組織による光の散乱が少ないことが知られている。また、生体組織の自家蛍光は長波長で励起するほど減少するため、よりバックグラウンドが低く高コントラストなイメージングが可能であると考えれる。しかしながら、かかる近赤外領域の蛍光応答によりペプチダーゼ活性を検出でき、細胞透過にも優れた蛍光プローブは開発されていないのが現状である。   In general, the near infrared region of 650 nm to 900 nm is called a “biological window”, and it is known that light absorption by water and light scattering by tissue are small. In addition, since autofluorescence of living tissue decreases as it is excited at a longer wavelength, it is considered that imaging with a lower background and higher contrast is possible. However, under the present circumstances, a fluorescent probe that can detect peptidase activity by such a fluorescence response in the near-infrared region and is excellent in cell penetration has not been developed.

Y.Uranoら、Sci. Transl. Med., 2011年、vol.3, pp.110ra119Y. Urano et al., Sci. Transl. Med., 2011, vol. 3, pp. 110ra119

そこで、本発明は、がん細胞で高発現しているペプチダーゼ活性をより長波長の蛍光応答で検出することができ、組織透過性に優れた新規蛍光プローブを提供することを課題とするものである。また、これにより、外科摘出手術等において生体組織化や臓器内部に存在するがん細胞を高感度で検出・可視化可能なシステムを提供することも課題とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a novel fluorescent probe that can detect peptidase activity highly expressed in cancer cells with a longer-wavelength fluorescence response and has excellent tissue permeability. is there. Another object of the present invention is to provide a system capable of detecting and visualizing cancer cells existing in a living organization or an organ with high sensitivity in surgical extraction operations and the like.

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、シリコンローダミン骨格にペプチダーゼによって切断される基を導入した構造を有し、分子内スピロ環化特性を最適化した蛍光分子を用いることにより、標的ペプチダーゼとの接触前は無色・無蛍光だが、当該ペプチダーゼとの反応により近赤外領域の蛍光応答を示す蛍光プローブが得られることを見出した。また、当該蛍光プローブを臨床検体等に適用した結果、標的ペプチダーゼを発現するがん細胞及び組織を迅速に検出・可視化できることを見出した。かかる知見に基づき、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a fluorescent molecule having a structure in which a group cleaved by a peptidase is introduced into a silicon rhodamine skeleton and having optimized intramolecular spirocyclization characteristics. It was found that a fluorescent probe that is colorless and non-fluorescent before contact with the target peptidase, but exhibits a fluorescence response in the near-infrared region, can be obtained by reaction with the peptidase. In addition, as a result of applying the fluorescent probe to clinical specimens, it has been found that cancer cells and tissues expressing the target peptidase can be detected and visualized rapidly. Based on this knowledge, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、一態様において、
<1>以下の式(I)で表される化合物又はその塩を含む、ペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ:

Figure 2018140971
〔式中、
Xは、Si(R)(R)を表し(ここで、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又はアルキル基を表す);
Yは、C-Cアルキレン基を表し、当該アルキレン基はハロゲン原子又はハロアルキルで置換されていてもよく;
は、水素原子、シアノ基、それぞれ置換されていてもよいアルキル基、カルボキシル基、エステル基、アルコキシ基、アミド基、及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜4個の同一又は異なる置換基を表し;
は、Rと一緒になって、それらが結合する窒素原子及び炭素原子を含む5〜8員のヘテロ環構造を形成し;
は、Rと一緒になって、それらが結合する窒素原子及び炭素原子を含む5〜8員のヘテロ環構造を形成し;
、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルキル基、スルホ基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、又はアジド基を表し;
10は、アミノ酸由来のアシル残基を表す。〕;
<2>RとRが一緒になって形成する前記ヘテロ環構造が6員環であり、RとRが一緒になって形成する前記ヘテロ環構造が6員環である、上記<1>に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ;
<3>R及びRが、いずれもC-Cアルキル基である、上記<1>又は<2>に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ;
<4>R、R、R及びRが、いずれも水素原子である、上記<1>〜<3>のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ;
<5>前記ペプチダーゼが、γ-グルタミルトランスペプチダーゼ、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP−IV)、又はカルパインである、上記<1>〜<4>のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ;
<6>R10が、γ-グルタミル基である、上記<1>に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ;
<7>R10が、プロリン残基を含む、上記<1>に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ;及び
<8>式(I)で表される化合物が以下の構造を有する、上記<1>に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ
Figure 2018140971
を提供するものである。 That is, the present invention in one aspect,
<1> A fluorescent probe for detecting peptidase activity, comprising a compound represented by the following formula (I) or a salt thereof:
Figure 2018140971
[Where,
X represents Si (R a ) (R b ) (where R a and R b each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group);
Y represents a C 0 -C 3 alkylene group, and the alkylene group may be substituted with a halogen atom or haloalkyl;
R 1 is 1 to 4 identically independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a cyano group, an optionally substituted alkyl group, a carboxyl group, an ester group, an alkoxy group, an amide group, and an azide group. Or represents a different substituent;
R 2 together with R 3 forms a 5-8 membered heterocyclic structure containing the nitrogen and carbon atoms to which they are attached;
R 4 together with R 5 forms a 5-8 membered heterocyclic structure containing the nitrogen and carbon atoms to which they are attached;
R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a sulfo group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, or an azide group;
R 10 represents an amino acid-derived acyl residue. ];
<2> The heterocyclic structure formed by combining R 2 and R 3 is a 6-membered ring, and the heterocyclic structure formed by combining R 4 and R 5 is a 6-membered ring. The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to <1>;
<3> The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to the above <1> or <2>, wherein R a and R b are both C 1 -C 4 alkyl groups;
<4> The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of <1> to <3>, wherein R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are all hydrogen atoms;
<5> The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of <1> to <4>, wherein the peptidase is γ-glutamyltranspeptidase, dipeptidylpeptidase IV (DPP-IV), or calpain;
<6> The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to <1>, wherein R 10 is a γ-glutamyl group;
<7> The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to <1> above, wherein R 10 contains a proline residue; and <8> the compound represented by formula (I) has the following structure: > Fluorescent probe for detecting peptidase activity
Figure 2018140971
Is to provide.

また、別の態様において、本発明は、
<9>上記<1>〜<8>のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを含む、がん診断用組成物;
<10>がん外科治療又はがん検査に用いる上記<9>に記載のがん診断用組成物;及び
<11>前記がん外科治療又はがん検査が、開創手術、鏡視下手術、又は内視鏡検査である上記<10>に記載のがん診断用組成物
を提供するものである。
In another aspect, the present invention provides:
<9> A cancer diagnostic composition comprising the fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of <1> to <8>above;
<10> The composition for cancer diagnosis as described in <9> above, which is used for cancer surgical treatment or cancer examination; and <11> the cancer surgical treatment or cancer examination is open surgery, endoscopic surgery, Or the composition for cancer diagnosis as described in said <10> which is an endoscopy is provided.

更なる態様において、本発明は、特定のペプチダーゼが発現している標的細胞を検出又は可視化する方法にも関し、具体的には、
<12>上記<1>〜<8>のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを用いて、特定のペプチダーゼが発現している標的細胞を検出又は可視化する方法;
<13>前記蛍光プローブと前記標的細胞とを生体外において接触させる工程;及び、前記標的細胞において特異的に発現するペプチダーゼと前記蛍光プローブとの反応による蛍光応答を観測する工程を含むことを特徴とする、上記<12>に記載の方法;
<14>蛍光イメージング手段を用いて前記蛍光応答を観測することを含む、上記<13>に記載の方法;及び
<15>前記標的細胞が、癌細胞である、上記<12>に記載の方法
を提供するものである。
In a further aspect, the present invention also relates to a method for detecting or visualizing a target cell in which a specific peptidase is expressed, specifically,
<12> A method for detecting or visualizing a target cell in which a specific peptidase is expressed using the fluorescent probe for detecting a peptidase activity according to any one of <1> to <8>above;
<13> a step of bringing the fluorescent probe into contact with the target cell in vitro; and a step of observing a fluorescent response due to a reaction between the peptidase specifically expressed in the target cell and the fluorescent probe. And the method according to <12>above;
<14> The method according to <13>, comprising observing the fluorescence response using a fluorescence imaging means; and <15> the method according to <12>, wherein the target cell is a cancer cell. Is to provide.

更なる態様において、本発明は、上記ペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブによる蛍光応答を観測する手段を備える装置にも関し、具体的には、
<16>標的細胞において特異的に発現するペプチダーゼと上記<1>〜<8>のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブとの反応による蛍光応答を観測するための蛍光イメージング手段を備える、装置;
<17>前記装置が内視鏡又はin vivo蛍光イメージング装置である、上記<16>に記載の装置;及び
<18>請求項1〜8のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを含むキット
を提供するものである。
In a further aspect, the present invention also relates to an apparatus comprising means for observing a fluorescence response by the above-described fluorescent probe for detecting peptidase activity, specifically,
<16> a fluorescence imaging means for observing a fluorescence response due to a reaction between the peptidase specifically expressed in the target cell and the peptidase activity detection fluorescent probe according to any one of <1> to <8> above, apparatus;
<17> The apparatus according to <16>, wherein the apparatus is an endoscope or an in vivo fluorescence imaging apparatus; and <18> the fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of claims 1 to 8. A kit is provided.

本発明の蛍光プローブは、標的ペプチダーゼとの接触前は無色・無蛍光だが、当該ペプチダーゼとの反応により近赤外領域の蛍光応答を特異的にかつon/offで検出することができる。特に、従来の蛍光プローブに比べて約100nm程度長波長化した近赤外領域の蛍光応答を示すため、従来は困難であったリンパ節転移などの生体深部に存在するがん細胞を可視化することができるという効果を奏するものである。   The fluorescent probe of the present invention is colorless and non-fluorescent before contact with the target peptidase, but can detect the fluorescence response in the near infrared region specifically and on / off by reaction with the peptidase. In particular, to show the fluorescence response in the near-infrared region, which is about 100 nm longer than conventional fluorescent probes, to visualize cancer cells that exist in the deep part of the body, such as lymph node metastasis, which was difficult in the past It has the effect of being able to.

また、本発明の蛍光プローブを術中または術前イメージングに適用することで種々のがんを正確、迅速、高感度に特定できる。これにより、がんの正確な診断が可能となり、比較的侵襲の小さい内視鏡検査時における微小がんを早期に発見でき、化学放射線治療での根治的治療に有益である。また、ESD施行時や開腹手術時等の外科手術時に適用することで切除断端の評価にも好適であり、遺残のない根治的な治療を行うことが可能となる。本発明の医療上、産業上の利用価値、経済効果は極めて大きいものといえる。   In addition, by applying the fluorescent probe of the present invention to intraoperative or preoperative imaging, various cancers can be identified accurately, rapidly, and with high sensitivity. As a result, accurate diagnosis of cancer becomes possible, microscopic cancer at the time of endoscopy with relatively small invasion can be detected at an early stage, and it is useful for radical treatment with chemoradiotherapy. Moreover, it is suitable for evaluation of a resection stump by applying it at the time of surgical operation such as ESD or laparotomy, and it is possible to perform radical treatment without any residual. It can be said that the medical and industrial utility value and economic effect of the present invention are extremely large.

図1は、化合物1(HMJSiR)の吸収及び蛍光スペクトルである。図1(a)及び(b)はそれぞれ吸収スペクトル及び蛍光スペクトルであり、図1(c)は吸光度及び蛍光強度のpH依存性を示したグラフである。FIG. 1 is an absorption and fluorescence spectrum of Compound 1 (HMJSiR). FIGS. 1A and 1B are an absorption spectrum and a fluorescence spectrum, respectively, and FIG. 1C is a graph showing the pH dependence of absorbance and fluorescence intensity. 図2は、本発明の蛍光プローブである化合物2(gGlu−HMJSiR)の吸収及び蛍光スペクトルである。図2(a)及び(b)はそれぞれ吸収スペクトル及び蛍光スペクトルであり、図2(c)は吸光度及び蛍光強度のpH依存性を示したグラフである。また、図2(d)は、化合物1の吸収スペクトルに対して規格化した化合物2の吸収スペクトルである。FIG. 2 is an absorption and fluorescence spectrum of Compound 2 (gGlu-HMJSiR) which is a fluorescent probe of the present invention. 2A and 2B are an absorption spectrum and a fluorescence spectrum, respectively, and FIG. 2C is a graph showing the pH dependence of absorbance and fluorescence intensity. FIG. 2D is an absorption spectrum of Compound 2 normalized with respect to the absorption spectrum of Compound 1. 図3は、比較例の化合物3(HMSiR600)の吸収及び蛍光スペクトルである。図3(a)及び(b)はそれぞれ吸収スペクトル及び蛍光スペクトルであり、図3(c)は吸光度及び蛍光強度のpH依存性を示したグラフである。FIG. 3 is an absorption and fluorescence spectrum of Compound 3 (HMSiR600) of Comparative Example. 3A and 3B are an absorption spectrum and a fluorescence spectrum, respectively, and FIG. 3C is a graph showing the pH dependence of absorbance and fluorescence intensity. 図4は、比較例の化合物4(HMSiR620h)の吸収及び蛍光スペクトルである。図4(a)及び(b)はそれぞれ吸収スペクトル及び蛍光スペクトルであり、図4(c)は吸光度及び蛍光強度のpH依存性を示したグラフである。FIG. 4 is an absorption and fluorescence spectrum of Compound 4 (HMSiR620h) of Comparative Example. 4A and 4B are an absorption spectrum and a fluorescence spectrum, respectively, and FIG. 4C is a graph showing the pH dependence of absorbance and fluorescence intensity. 図5は、本発明の蛍光プローブである化合物2にγ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)を添加した際の蛍光強度の時間変化、およびγ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)と阻害剤(GGsTop)を添加した際の蛍光強度の時間変化を示すものである。FIG. 5 shows changes in fluorescence intensity with time when γ-glutamyltranspeptidase (GGT) was added to Compound 2, which is the fluorescent probe of the present invention, and addition of γ-glutamyltranspeptidase (GGT) and an inhibitor (GGsTop). The time change of the fluorescence intensity at the time of performing is shown. 図6は、本発明の蛍光プローブである化合物2を用いた生細胞におけるGGT活性の蛍光共焦点イメージング画像である。FIG. 6 is a fluorescence confocal imaging image of GGT activity in living cells using Compound 2, which is the fluorescent probe of the present invention. 図7は、SHIN3細胞における化合物2の細胞内局在を示す2色イメージング画像である。FIG. 7 is a two-color imaging image showing the intracellular localization of Compound 2 in SHIN3 cells. 図8は、本発明の蛍光プローブである化合物2を用いた腹膜転移を有するモデルマウスの腸間膜における蛍光イメージング画像である。FIG. 8 is a fluorescence imaging image in the mesentery of a model mouse having peritoneal metastasis using Compound 2 which is the fluorescent probe of the present invention. 図9は、本発明の蛍光プローブである化合物2を用いた皮下腫瘍のモデルマウスモデルの蛍光イメージング画像である。FIG. 9 is a fluorescence imaging image of a model mouse model of a subcutaneous tumor using Compound 2, which is the fluorescent probe of the present invention.

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の範囲はこれらの説明に拘束されることはなく、以下の例示以外についても、本発明の趣旨を損なわない範囲で適宜変更し実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The scope of the present invention is not limited to these descriptions, and other than the following examples, the scope of the present invention can be appropriately changed and implemented without departing from the spirit of the present invention.

1.定義 1. Definition

本明細書中において、「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子を意味する。   In the present specification, the “halogen atom” means a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.

本明細書中において、「アルキル」は直鎖状、分枝鎖状、環状、又はそれらの組み合わせからなる脂肪族炭化水素基のいずれであってもよい。アルキル基の炭素数は特に限定されないが、例えば、炭素数1〜20個(C1〜20)、炭素数1〜15個(C1〜15)、炭素数1〜10個(C1〜10)である。炭素数を指定した場合は、その数の範囲の炭素数を有する「アルキル」を意味する。例えば、C1〜8アルキルには、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、neo−ペンチル、n−ヘキシル、イソヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル等が含まれる。本明細書において、アルキル基は任意の置換基を1個以上有していてもよい。そのような置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、置換シリル基、又はアシルなどを挙げることができるが、これらに限定されることはない。アルキル基が2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。アルキル部分を含む他の置換基(例えばアルコシ基、アリールアルキル基など)のアルキル部分についても同様である。 In the present specification, “alkyl” may be any of an aliphatic hydrocarbon group composed of linear, branched, cyclic, or a combination thereof. The number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, for example, 1-20 carbon atoms (C 1-20), 1 to 15 carbon atoms (C 1 to 15), 1 to 10 carbon atoms (C 1 to 10 ). When the number of carbons is specified, it means “alkyl” having the number of carbons within the range. For example, C 1-8 alkyl includes methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neo-pentyl, n-hexyl, isohexyl, n-heptyl, n-octyl and the like are included. In the present specification, the alkyl group may have one or more arbitrary substituents. Examples of such a substituent include, but are not limited to, an alkoxy group, a halogen atom, an amino group, a mono- or di-substituted amino group, a substituted silyl group, and acyl. When the alkyl group has two or more substituents, they may be the same or different. The same applies to the alkyl moiety of other substituents containing an alkyl moiety (eg, an alkoxy group, an arylalkyl group, etc.).

本明細書において、ある官能基について「置換されていてもよい」と定義されている場合には、置換基の種類、置換位置、及び置換基の個数は特に限定されず、2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン原子、スルホ基、アミノ基、アルコキシカルボニル基、オキソ基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。これらの置換基にはさらに置換基が存在していてもよい。このような例として、例えば、ハロゲン化アルキル基、ジアルキルアミノ基などを挙げることができるが、これらに限定されることはない。   In the present specification, when a functional group is defined as “may be substituted”, the type of substituent, the substitution position, and the number of substituents are not particularly limited, and two or more substitutions are made. If they have groups, they may be the same or different. Examples of the substituent group include, but are not limited to, an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen atom, a sulfo group, an amino group, an alkoxycarbonyl group, and an oxo group. These substituents may further have a substituent. Examples of such include, but are not limited to, a halogenated alkyl group, a dialkylamino group, and the like.

本明細書中において、「アルケニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を有している直鎖又は分枝鎖の炭化水素基をいう。例えば、その非限定的な例として、ビニル、アリル、1−プロペニル、イソプロペニル、1−ブテニル、2−ブテニル、3−ブテニル、1,3−ブタンジエニル、1−ペンテニル、2−ペンテニル、3−ペンテニル、4−ペンテニル、1,3−ペンタンジエニル、1−ヘキセニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、4−ヘキセニル、5−ヘキセニル及び1,4−ヘキサンジエニル)を含む。二重結合についてシス配座またはトランス配座のいずれであってもよい。   In the present specification, “alkenyl” refers to a linear or branched hydrocarbon group having at least one carbon-carbon double bond. For example, as non-limiting examples, vinyl, allyl, 1-propenyl, isopropenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1,3-butanedienyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl 4-pentenyl, 1,3-pentanedienyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, 5-hexenyl and 1,4-hexanedienyl). The double bond may be either cis or trans conformation.

本明細書中において、「アルキニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を有している直鎖又は分枝鎖の炭化水素基をいう。例えば、その非限定的な例として、エチニル、プロピニル、2−ブチニルおよび3−メチルブチニルなどがあるを含む。   In the present specification, “alkynyl” refers to a linear or branched hydrocarbon group having at least one carbon-carbon triple bond. For example, non-limiting examples include ethynyl, propynyl, 2-butynyl and 3-methylbutynyl.

本明細書中において、「シクロアルキル」は、上記のアルキルよりなる単環または多環式の非芳香環系をいう。当該シクロアルキルは、置換されていないか同一もしくは異なっても良い1以上の置換基によって置換されていることができ、単環式シクロアルキルの非限定的な例には、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルおよびシクロヘプチルなどがあり、多環式のシクロアルキルの非限定的な例には、1−デカリニル、2−デカリニル、ノルボルニル、アダマンチルなどが挙げられる。また、当該シクロアルキルは、環構成原子としてヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子など)を1個以上含むヘテロシクロアルキルであってもよい。ヘテロシクロアルキル環中の任意の−NHは、例えば−N(Boc)基、−N(CBz)基および−N(Tos)基としてのように保護されていてもよく、環中の窒素原子または硫黄原子が対応するN−オキシド、S−オキシドまたはS,S−ジオキシドへ酸化されたものであってもよい。例えば、単環式ヘテロシクロアルキルの非限定的な例には、ジアザパニル、ピペリジニル、ピロリジニル、ピペラジニル、モルホリニル、チオモルホリニル、チアゾリジニル、1,4−ジオキサニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオフェニル、ラクタムおよびラクトン等が挙げられる。   In the present specification, “cycloalkyl” refers to a monocyclic or polycyclic non-aromatic ring system composed of the above alkyl. The cycloalkyl can be unsubstituted or substituted by one or more substituents, which can be the same or different, and non-limiting examples of monocyclic cycloalkyl include cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl Non-limiting examples of polycyclic cycloalkyl include 1-decalinyl, 2-decalinyl, norbornyl, adamantyl and the like. In addition, the cycloalkyl may be a heterocycloalkyl containing one or more hetero atoms (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom) as ring-constituting atoms. Any —NH in the heterocycloalkyl ring may be protected, for example as a —N (Boc) group, —N (CBz) group and —N (Tos) group, a nitrogen atom in the ring or The sulfur atom may be oxidized to the corresponding N-oxide, S-oxide or S, S-dioxide. For example, non-limiting examples of monocyclic heterocycloalkyl include diazapanyl, piperidinyl, pyrrolidinyl, piperazinyl, morpholinyl, thiomorpholinyl, thiazolidinyl, 1,4-dioxanyl, tetrahydrofuranyl, tetrahydropyranyl, tetrahydrothiophenyl, lactam and Examples include lactones.

本明細書中において、「シクロアルケニル」は、少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含む、単環または多環式の非芳香環系をいう。当該シクロアルケニルは、置換されていないか同一もしくは異なっても良い1以上の置換基によって置換されていることができ、単環式のシクロアルケニルの非限定的な例には、シクロペンテニル、シクロヘキセニルおよびシクロヘプタ−1,3−ジエニルなどがあり、多環式のシクロアルケニルの非限定的な例には、ノルボルニレニル等が挙げられる。また、当該シクロアルキルは、環構成原子としてヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子など)を1個以上含むヘテロシクロアルケニルであってもよいヘテロシクロアルケニル環中の窒素原子または硫黄原子を、対応するN−オキシド、S−オキシドまたはS,S−ジオキシドへ酸化してもよい。   As used herein, “cycloalkenyl” refers to a monocyclic or polycyclic non-aromatic ring system containing at least one carbon-carbon double bond. The cycloalkenyl may be unsubstituted or substituted by one or more substituents, which may be the same or different, and non-limiting examples of monocyclic cycloalkenyl include cyclopentenyl, cyclohexenyl And cyclohepta-1,3-dienyl, and non-limiting examples of polycyclic cycloalkenyl include norbornylenyl and the like. In addition, the cycloalkyl may be a heterocycloalkenyl which may be a heterocycloalkenyl containing one or more heteroatoms (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom) as a ring-constituting atom. Atoms may be oxidized to the corresponding N-oxide, S-oxide or S, S-dioxide.

本明細書中において、「アルキレン」とは、直鎖状または分枝状の飽和炭化水素からなる二価の基であり、例えば、メチレン、1−メチルメチレン、1,1−ジメチルメチレン、エチレン、1−メチルエチレン、1−エチルエチレン、1,1−ジメチルエチレン、1,2−ジメチルエチレン、1,1−ジエチルエチレン、1,2−ジエチルエチレン、1−エチル−2−メチルエチレン、トリメチレン、1−メチルトリメチレン、2−メチルトリメチレン、1,1−ジメチルトリメチレン、1,2−ジメチルトリメチレン、2,2−ジメチルトリメチレン、1−エチルトリメチレン、2−エチルトリメチレン、1,1−ジエチルトリメチレン、1,2−ジエチルトリメチレン、2,2−ジエチルトリメチレン、2−エチル−2−メチルトリメチレン、テトラメチレン、1−メチルテトラメチレン、2−メチルテトラメチレン、1,1−ジメチルテトラメチレン、1,2−ジメチルテトラメチレン、2,2−ジメチルテトラメチレン、2,2−ジ−n−プロピルトリメチレン等が挙げられる。   In the present specification, “alkylene” is a divalent group consisting of a linear or branched saturated hydrocarbon, such as methylene, 1-methylmethylene, 1,1-dimethylmethylene, ethylene, 1-methylethylene, 1-ethylethylene, 1,1-dimethylethylene, 1,2-dimethylethylene, 1,1-diethylethylene, 1,2-diethylethylene, 1-ethyl-2-methylethylene, trimethylene, 1 -Methyltrimethylene, 2-methyltrimethylene, 1,1-dimethyltrimethylene, 1,2-dimethyltrimethylene, 2,2-dimethyltrimethylene, 1-ethyltrimethylene, 2-ethyltrimethylene, 1,1 -Diethyltrimethylene, 1,2-diethyltrimethylene, 2,2-diethyltrimethylene, 2-ethyl-2-methyltrimethyl , Tetramethylene, 1-methyltetramethylene, 2-methyltetramethylene, 1,1-dimethyltetramethylene, 1,2-dimethyltetramethylene, 2,2-dimethyltetramethylene, 2,2-di-n-propyl Trimethylene and the like.

本明細書中において、「アリール」は単環式又は縮合多環式の芳香族炭化水素基のいずれであってもよく、環構成原子としてヘテロ原子(例えば、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子など)を1個以上含む芳香族複素環であってもよい。この場合、これを「ヘテロアリール」または「ヘテロ芳香族」と呼ぶ場合もある。アリールが単環および縮合環のいずれである場合も、すべての可能な位置で結合しうる。単環式のアリールの非限定的な例としては、フェニル基(Ph)、チエニル基(2−又は3−チエニル基)、ピリジル基、フリル基、チアゾリル基、オキサゾリル基、ピラゾリル基、2−ピラジニル基、ピリミジニル基、ピロリル基、イミダゾリル基、ピリダジニル基、3−イソチアゾリル基、3−イソオキサゾリル基、1,2,4−オキサジアゾール−5−イル基又は1,2,4−オキサジアゾール−3−イル基等が挙げられる。縮合多環式のアリールの非限定的な例としては、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−インデニル基、2−インデニル基、2,3−ジヒドロインデン−1−イル基、2,3−ジヒドロインデン−2−イル基、2−アンスリル基、インダゾリル基、キノリル基、イソキノリル基、1,2−ジヒドロイソキノリル基、1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリル基、インドリル基、イソインドリル基、フタラジニル基、キノキサリニル基、ベンゾフラニル基、2,3−ジヒドロベンゾフラン−1−イル基、2,3−ジヒドロベンゾフラン−2−イル基、2,3−ジヒドロベンゾチオフェン−1−イル基、2,3−ジヒドロベンゾチオフェン−2−イル基、ベンゾチアゾリル基、ベンズイミダゾリル基、フルオレニル基又はチオキサンテニル基等が挙げられる。本明細書において、アリール基はその環上に任意の置換基を1個以上有していてもよい。該置換基としては、例えば、アルコキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、モノ若しくはジ置換アミノ基、置換シリル基、又はアシルなどを挙げることができるが、これらに限定されることはない。アリール基が2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。アリール部分を含む他の置換基(例えばアリールオキシ基やアリールアルキル基など)のアリール部分についても同様である。   In the present specification, “aryl” may be either a monocyclic or condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group, and a hetero atom (for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom) as a ring constituent atom Etc.) may be an aromatic heterocyclic ring. In this case, it may be referred to as “heteroaryl” or “heteroaromatic”. Whether aryl is a single ring or a fused ring, it can be attached at all possible positions. Non-limiting examples of monocyclic aryl include phenyl group (Ph), thienyl group (2- or 3-thienyl group), pyridyl group, furyl group, thiazolyl group, oxazolyl group, pyrazolyl group, 2-pyrazinyl Group, pyrimidinyl group, pyrrolyl group, imidazolyl group, pyridazinyl group, 3-isothiazolyl group, 3-isoxazolyl group, 1,2,4-oxadiazol-5-yl group or 1,2,4-oxadiazole-3 -An yl group etc. are mentioned. Non-limiting examples of fused polycyclic aryl include 1-naphthyl, 2-naphthyl, 1-indenyl, 2-indenyl, 2,3-dihydroinden-1-yl, 2,3 -Dihydroinden-2-yl group, 2-anthryl group, indazolyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, 1,2-dihydroisoquinolyl group, 1,2,3,4-tetrahydroisoquinolyl group, indolyl group, Isoindolyl group, phthalazinyl group, quinoxalinyl group, benzofuranyl group, 2,3-dihydrobenzofuran-1-yl group, 2,3-dihydrobenzofuran-2-yl group, 2,3-dihydrobenzothiophen-1-yl group, 2 , 3-Dihydrobenzothiophen-2-yl group, benzothiazolyl group, benzimidazolyl group, fluorenyl group, thioxanthenyl group, etc. And the like. In the present specification, an aryl group may have one or more arbitrary substituents on the ring. Examples of the substituent include, but are not limited to, an alkoxy group, a halogen atom, an amino group, a mono- or di-substituted amino group, a substituted silyl group, and acyl. When the aryl group has two or more substituents, they may be the same or different. The same applies to the aryl moiety of other substituents containing the aryl moiety (for example, an aryloxy group and an arylalkyl group).

本明細書中において、「アルコキシ基」とは、前記アルキル基が酸素原子に結合した構造であり、例えば直鎖状、分枝状、環状又はそれらの組み合わせである飽和アルコキシ基が挙げられる。例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、シクロプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、シクロブトキシ基、シクロプロピルメトキシ基、n−ペンチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロプロピルエチルオキシ基、シクロブチルメチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロプロピルプロピルオキシ基、シクロブチルエチルオキシ基又はシクロペンチルメチルオキシ基等が好適な例として挙げられる。   In the present specification, the “alkoxy group” is a structure in which the alkyl group is bonded to an oxygen atom, and examples thereof include a saturated alkoxy group that is linear, branched, cyclic, or a combination thereof. For example, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, cyclopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, s-butoxy group, t-butoxy group, cyclobutoxy group, cyclopropylmethoxy group, n- Pentyloxy, cyclopentyloxy, cyclopropylethyloxy, cyclobutylmethyloxy, n-hexyloxy, cyclohexyloxy, cyclopropylpropyloxy, cyclobutylethyloxy or cyclopentylmethyloxy are preferred Take as an example.

本明細書中において用いられる「アミド」とは、RNR’CO−(R=アルキルの場合、アルカミノカルボニル−)およびRCONR’−(R=アルキルの場合、アルキルカルボニルアミノ−)の両方を含む。   As used herein, “amide” includes both RNR′CO— (when R = alkyl, alkaminocarbonyl-) and RCONR′- (where R = alkyl, alkylcarbonylamino-).

本明細書中において用いられる「エステル」とは、ROCO−(R=アルキルの場合、アルコキシカルボニル−)およびRCOO−(R=アルキルの場合、アルキルカルボニルオキシ−)の両方を含む。   As used herein, “ester” includes both ROCO— (in the case of R = alkyl, alkoxycarbonyl-) and RCOO— (in the case of R = alkyl, alkylcarbonyloxy-).

本明細書中において、「環構造」という用語は、二つの置換基の組み合わせによって形成される場合、複素環または炭素環を意味し、そのような環は飽和、不飽和、または芳香族であることができる。従って、上記において定義した、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、及びヘテロアリールを含むものである。   As used herein, the term “ring structure”, when formed by a combination of two substituents, means a heterocyclic or carbocyclic ring, such ring being saturated, unsaturated, or aromatic. be able to. Accordingly, it includes cycloalkyl, cycloalkenyl, aryl, and heteroaryl as defined above.

本明細書中において、「ヘテロ環構造」という用語は、複素環と同義であり、O、S及びNから任意に選択されるヘテロ原子を環内に1以上有する単環のへテロ環を意味し、そのような環は飽和、不飽和、または芳香族であることができる。また、これらの単環のへテロ環にさらに例えば3〜8員の環が1又は2個縮合した環(多環のへテロ環)を含むことができる。非芳香族のへテロ環として、例えば、ピペリジン環、ピペラジン環、モルホリン環等が挙げられる。また、芳香族のへテロ環として、例えば、ピリジン環、ピリミジン環、ピロール環、イミダゾール環等が挙げられる。その他、ジュロリジン、インドリン等も挙げられる。   In the present specification, the term “heterocyclic structure” is synonymous with a heterocyclic ring, and means a monocyclic heterocycle having one or more heteroatoms arbitrarily selected from O, S and N in the ring. And such rings can be saturated, unsaturated, or aromatic. In addition, these monocyclic hetero rings may further include, for example, a ring (polycyclic hetero ring) in which one or two 3- to 8-membered rings are condensed. Examples of the non-aromatic hetero ring include a piperidine ring, a piperazine ring, and a morpholine ring. Examples of the aromatic hetero ring include a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyrrole ring, and an imidazole ring. Other examples include julolidine and indoline.

本明細書中において、特定の置換基は、別の置換基と環構造を形成することができ、そのような置換基同士が結合する場合、当業者であれば、特定の置換、例えば水素への結合が形成されることを理解できる。従って、特定の置換基が共に環構造を形成すると記載されている場合、当業者であれば、当該環構造は通常の化学反応によって形成することができ、また容易に生成することを理解できる。かかる環構造およびそれらの形成過程はいずれも、当業者の認識範囲内である。また、当該ヘテロ環構造は、環上に任意の置換基を有していてもよい。   In the present specification, a specific substituent can form a ring structure with another substituent, and when such substituents are bonded to each other, those skilled in the art will recognize a specific substituent, for example, hydrogen. It can be understood that the bonds are formed. Therefore, when it is described that specific substituents together form a ring structure, those skilled in the art can understand that the ring structure can be formed by an ordinary chemical reaction and can be easily generated. Both such ring structures and their process of formation are within the purview of those skilled in the art. Moreover, the said heterocyclic structure may have arbitrary substituents on the ring.

2.本発明のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ
本発明のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブは、一態様において、以下の式(I)で表される構造を有する化合物を含むものである。

Figure 2018140971
2. Fluorescent probe for detecting peptidase activity of the present invention In one aspect, the fluorescent probe for detecting peptidase activity of the present invention comprises a compound having a structure represented by the following formula (I).
Figure 2018140971

上記式(I)において、Xは、Si(R)(R)を表す。ここで、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又はアルキル基を表す。当該アルキル基は、C-Cアルキル基であることができる。R及びRが、アルキル基である場合、それらは1以上の置換基を有することができ、そのような置換基としては、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基、カルボキシル基、アミノ基、スルホ基などを1個又は2個以上有していてもよい。R及びRは、好ましくは、いずれもC-Cアルキル基であり、より好ましくは、いずれもメチル基である(その場合、Xは、Si(CHとなる)。また、場合によっては、R及びRは互いに結合して環構造を形成していてもよい。例えば、R及びRがともにアルキル基である場合に、R及びRが互いに結合してスピロ炭素環を形成することができる。形成される環は、例えば5ないし8員環程度であることが好ましい。 In the above formula (I), X represents Si (R a ) (R b ). Here, R a and R b each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group can be a C 1 -C 4 alkyl group. When R a and R b are alkyl groups, they can have one or more substituents, and examples of such substituents include alkyl groups, alkoxy groups, halogen atoms, hydroxyl groups, carboxyl groups, You may have 1 or 2 or more amino groups, sulfo groups, etc. R a and R b are preferably each a C 1 -C 4 alkyl group, more preferably a methyl group (in which case X is Si (CH 3 ) 2 ). In some cases, R a and R b may be bonded to each other to form a ring structure. For example, when R a and R b are both alkyl groups, R a and R b can be bonded to each other to form a spirocarbocycle. The ring formed is preferably about 5 to 8 membered ring, for example.

Yは、C−Cアルキレン基を表す。当該アルキレン基はハロゲン原子又はハロアルキルで置換されていてもよい。Cアルキレン基の場合、Yは直接結合を意味する。アルキレン基は直鎖状アルキレン基又は分枝鎖状アルキレン基のいずれであってもよい。例えば、メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CH−CH−)、プロピレン基(−CH−CH−CH−)のほか、分枝鎖状アルキレン基として−CH(CH)−、−CH−CH(CH)−、−CH(CHCH)−なども使用することができる。これらのうち、メチレン基又はエチレン基が好ましく、メチレン基がさらに好ましい。 Y represents a C 0 -C 3 alkylene group. The alkylene group may be substituted with a halogen atom or haloalkyl. In the case of a C 0 alkylene group, Y means a direct bond. The alkylene group may be a linear alkylene group or a branched alkylene group. For example, in addition to a methylene group (—CH 2 —), an ethylene group (—CH 2 —CH 2 —), a propylene group (—CH 2 —CH 2 —CH 2 —), a branched alkylene group such as —CH ( CH 3 ) —, —CH 2 —CH (CH 3 ) —, —CH (CH 2 CH 3 ) — and the like can also be used. Among these, a methylene group or an ethylene group is preferable, and a methylene group is more preferable.

は、水素原子、シアノ基、又はそれぞれ置換されていてもよいアルキル基(例えば、「置換されていてもよいアルキル基」には、フルオロアルキル等のハロアルキルが含まれ得る)、カルボキシル基、エステル基、アルコキシ基、アミド基、及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜4個の同一又は異なる置換基を表す。また、ベンゼン環上に2個以上の置換基を有する場合には、それらは同一でも異なっていてもよい。Rとしては、水素原子、低級アルキル基又は低級アルコキシ基であることがより好ましい。水素原子が特に好ましい。 R 1 represents a hydrogen atom, a cyano group, or an optionally substituted alkyl group (for example, the “optionally substituted alkyl group” may include haloalkyl such as fluoroalkyl), a carboxyl group, 1 to 4 identical or different substituents independently selected from the group consisting of an ester group, an alkoxy group, an amide group, and an azide group. Moreover, when it has two or more substituents on the benzene ring, they may be the same or different. R 1 is more preferably a hydrogen atom, a lower alkyl group or a lower alkoxy group. A hydrogen atom is particularly preferred.

は、Rと一緒になって、それらが結合する窒素原子及び炭素原子を含む5〜8員のヘテロ環構造を形成する。すなわち、当該ヘテロ環構造は、RとRが連結することによって、Rが結合している窒素原子及びRが結合している炭素原子を環員原子とするヘテロ環構造を形成する。好ましくは、当該ヘテロ環構造は6員環である。また、当該ヘテロ環構造は、Rが結合している窒素原子以外のヘテロ原子をさらに含むことができるが、Rが結合している窒素原子の環員原子がいずれも炭素原子であることが好ましい。 R 2 together with R 3 forms a 5-8 membered heterocyclic structure containing the nitrogen and carbon atoms to which they are attached. That is, the heterocyclic structure forms a heterocyclic structure in which R 2 and R 3 are connected to each other, and the nitrogen atom to which R 2 is bonded and the carbon atom to which R 3 is bonded are ring member atoms. . Preferably, the heterocyclic structure is a 6-membered ring. Further, the hetero ring structure can further contain heteroatoms other than the nitrogen atom to which R 2 is attached, it ring member atoms of the nitrogen atom to which R 2 is attached are both carbon atoms Is preferred.

同様に、Rは、Rと一緒になって、それらが結合する窒素原子及び炭素原子を含む5〜8員のヘテロ環構造を形成する。すなわち、当該ヘテロ環構造は、RとRが連結することによって、Rが結合している窒素原子及びRが結合している炭素原子を環員原子とするヘテロ環構造を形成する。好ましくは、当該ヘテロ環構造は6員環である。また、当該ヘテロ環構造は、Rが結合している窒素原子以外のヘテロ原子をさらに含むことができるが、Rが結合している窒素原子の環員原子がいずれも炭素原子であることが好ましい。 Similarly, R 4 together with R 5 forms a 5-8 membered heterocyclic structure containing the nitrogen and carbon atoms to which they are attached. That is, the heterocyclic structure forms a heterocyclic structure in which R 4 and R 5 are connected to each other so that the nitrogen atom to which R 4 is bonded and the carbon atom to which R 5 is bonded are ring members. . Preferably, the heterocyclic structure is a 6-membered ring. Further, the hetero ring structure can further contain heteroatoms other than the nitrogen atom to which R 4 is bonded, that ring member atoms of the nitrogen atom to which R 4 is bonded are both carbon atoms Is preferred.

好ましくは、RとRが一緒になって形成する前記ヘテロ環構造及びRとRが一緒になって形成する前記ヘテロ環構造が、いずれも6員環であることが好ましい。 Preferably, both the heterocyclic structure formed by combining R 2 and R 3 and the heterocyclic structure formed by combining R 4 and R 5 are both 6-membered rings.

、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルキル基、スルホ基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、又はアジド基を表す。R、R、R及びRが、いずれも水素原子であることが好ましい。 R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a sulfo group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, or an azide group. R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are preferably all hydrogen atoms.

10は、アミノ酸由来のアシル残基を表す。当該アシル残基は、アミノ酸のカルボキシル基からヒドロキシル基を除去した残りの部分構造であるアシル基を意味する。すなわち、アミノ酸由来のアシル残基のカルボニル部分と式(I)のNHとがアミド結合を形成することでシリコンローダミン骨格と連結している。 R 10 represents an amino acid-derived acyl residue. The said acyl residue means the acyl group which is the remaining partial structure which removed the hydroxyl group from the carboxyl group of the amino acid. That is, the carbonyl moiety of the acyl residue derived from an amino acid and NH of the formula (I) are linked to the silicon rhodamine skeleton by forming an amide bond.

本明細書において、「アミノ酸」は、アミノ基とカルボキシル基の両方を有する化合物であれば任意の化合物を用いることができ、天然及非天然のものを含む。中性アミノ酸、塩基性アミノ酸、又は酸性アミノ酸のいずれであってもよく、それ自体が神経伝達物質などの伝達物質として機能するアミノ酸のほか、生理活性ペプチド(ジペプチド、トリペプチド、テトラペプチドのほか、オリゴペプチドを含む)やタンパク質などのポリペプチド化合物の構成成分であるアミノ酸を用いることができ、例えばαアミノ酸、βアミノ酸、γアミノ酸などであってもよい。アミノ酸としては、光学活性アミノ酸を用いることが好ましい。例えば、αアミノ酸についてはD−又はL−アミノ酸のいずれを用いてもよいが、生体において機能する光学活性アミノ酸を選択することが好ましい場合がある。   In the present specification, “amino acid” may be any compound as long as it is a compound having both an amino group and a carboxyl group, and includes natural and non-natural compounds. It may be any of neutral amino acids, basic amino acids, or acidic amino acids. In addition to amino acids that themselves function as transmitters such as neurotransmitters, bioactive peptides (in addition to dipeptides, tripeptides, tetrapeptides, An amino acid that is a constituent component of a polypeptide compound such as an oligopeptide or a protein can be used. As the amino acid, an optically active amino acid is preferably used. For example, as the α-amino acid, either D- or L-amino acid may be used, but it may be preferable to select an optically active amino acid that functions in a living body.

後述のようにR10は、標的とするペプチダーゼとの反応によって切断される部位である。前記標的ペプチダーゼが、γ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP−IV)、又はカルパインであることができる。それゆえ、標的ペプチダーゼがγ-グルタミルトランスペプチダーゼである場合、R10は、γ-グルタミル基であることが好ましい。また、標的ペプチダーゼがジペプチジルペプチダーゼIVである場合、R10は、プロリン残基を含むアシル基であることが好ましい。標的ペプチダーゼがカルパインである場合、R10は、例えば、システイン残基を含むアシル基であることができ、或いは、カルパイン基質として当該技術分野において公知のSuc−Leu−Leu−Val−Tyr(Suc−LLVY)やAcLMを用いることもできる。 As will be described later, R 10 is a site cleaved by reaction with a target peptidase. The target peptidase can be γ-glutamyl transpeptidase (GGT), dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV), or calpain. Therefore, when the target peptidase is γ-glutamyl transpeptidase, R 10 is preferably a γ-glutamyl group. When the target peptidase is dipeptidyl peptidase IV, R 10 is preferably an acyl group containing a proline residue. When the target peptidase is calpain, R 10 can be, for example, an acyl group containing a cysteine residue, or Suc-Leu-Leu-Val-Tyr (Suc-) known in the art as a calpain substrate. LLVY) or AcLM can also be used.

本発明のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブとして代表的な式(I)の化合物の具体例としては、

Figure 2018140971
が挙げられる。ただし、これに限定されるものではない。 As a specific example of the compound of the formula (I) representative as a fluorescent probe for detecting peptidase activity of the present invention,
Figure 2018140971
Is mentioned. However, it is not limited to this.

上記式(I)で表される化合物は、塩として存在する場合がある。そのような塩としては、塩基付加塩、酸付加塩、アミノ酸塩などを挙げることができる。塩基付加塩としては、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などの金属塩、アンモニウム塩、又はトリエチルアミン塩、ピペリジン塩、モルホリン塩などの有機アミン塩を挙げることができ、酸付加塩としては、例えば、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩などの鉱酸塩、カルボン酸塩、メタンスルホン酸塩、パラトルエンスルホン酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩などの有機酸塩を挙げることができる。アミノ酸塩としてはグリシン塩などを例示することができる。もっとも、これらの塩に限定されることはない。   The compound represented by the above formula (I) may exist as a salt. Examples of such salts include base addition salts, acid addition salts, amino acid salts and the like. Examples of the base addition salt include metal salts such as sodium salt, potassium salt, calcium salt, magnesium salt, ammonium salt, or organic amine salts such as triethylamine salt, piperidine salt, morpholine salt, and acid addition salt. Examples thereof include mineral acid salts such as hydrochloride, sulfate and nitrate, and organic acid salts such as carboxylate, methanesulfonate, paratoluenesulfonate, citrate and oxalate. . Examples of amino acid salts include glycine salts. However, it is not limited to these salts.

式(I)で表される化合物は、置換基の種類に応じて1個または2個以上の不斉炭素を有する場合があり、光学異性体又はジアステレオ異性体などの立体異性体が存在する場合がある。純粋な形態の立体異性体、立体異性体の任意の混合物、ラセミ体などはいずれも本発明の範囲に包含される。   The compound represented by the formula (I) may have one or more asymmetric carbons depending on the type of substituent, and there are stereoisomers such as optical isomers or diastereoisomers. There is a case. Pure forms of stereoisomers, any mixture of stereoisomers, racemates, and the like are all within the scope of the present invention.

式(I)で表される化合物又はその塩は、水和物又は溶媒和物として存在する場合もあるが、これらの物質はいずれも本発明の範囲に包含される。溶媒和物を形成する溶媒の種類は特に限定されないが、例えば、エタノール、アセトン、イソプロパノールなどの溶媒を例示することができる。   The compound represented by the formula (I) or a salt thereof may exist as a hydrate or a solvate, and any of these substances is included in the scope of the present invention. Although the kind of solvent which forms a solvate is not specifically limited, For example, solvents, such as ethanol, acetone, isopropanol, can be illustrated.

上記の蛍光プローブは、必要に応じて試薬の調製に通常用いられる添加剤を配合して組成物として用いてもよい。例えば、生理的環境で用いるための添加剤として、溶解補助剤、pH調節剤、緩衝剤、等張化剤などの添加剤を用いることができ、これらの配合量は当業者に適宜選択可能である。これらの組成物は、粉末形態の混合物、凍結乾燥物、顆粒剤、錠剤、液剤など適宜の形態の組成物として提供され得る。   The above-described fluorescent probe may be used as a composition by blending additives usually used in the preparation of reagents as required. For example, additives such as solubilizers, pH adjusters, buffers, and tonicity agents can be used as additives for use in a physiological environment, and the amount of these can be appropriately selected by those skilled in the art. is there. These compositions can be provided as a composition in an appropriate form such as a powder-form mixture, a lyophilized product, a granule, a tablet, or a liquid.

また、本発明の蛍光プローブを用いてペプチダーゼ活性を検出する場合或いは後述のようにがん診断用に用いる場合、当該蛍光プローブを含むキットの形態として用いることもできる。当該キットにおいて、通常、本発明の蛍光プローブは溶液として調製されているが、例えば、粉末形態の混合物、凍結乾燥物、顆粒剤、錠剤、液剤など適宜の形態の組成物として提供され、使用時に注射用蒸留水や適宜の緩衝液に溶解して適用することもできる。当該キットは、必要に応じて、上述の添加剤を配合してもよい。   Moreover, when detecting a peptidase activity using the fluorescent probe of this invention, or when using for cancer diagnosis as mentioned later, it can also be used as a form of the kit containing the said fluorescent probe. In the kit, the fluorescent probe of the present invention is usually prepared as a solution. However, for example, it is provided as a composition in an appropriate form such as a mixture in powder form, a lyophilized product, a granule, a tablet, or a liquid. It can also be applied by dissolving in distilled water for injection or an appropriate buffer. The kit may contain the above-described additives as necessary.

本明細書の実施例には、式(I)で表される本発明の化合物に包含される代表的化合物についての製造方法が具体的に示されているので、当業者は本明細書の開示を参照することにより、及び必要に応じて出発原料や試薬、反応条件などを適宜選択することにより、式(I)に包含される任意の化合物を容易に製造することができる。   In the examples of the present specification, production methods for representative compounds included in the compounds of the present invention represented by the formula (I) are specifically shown. Any compound included in the formula (I) can be easily produced by referring to, and appropriately selecting starting materials, reagents, reaction conditions and the like as necessary.

3.本発明の蛍光プローブの蛍光発光機構
以下、本発明のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブにおける蛍光発光機構について説明する。
3. Fluorescence emission mechanism of fluorescence probe of the present invention Hereinafter, the fluorescence emission mechanism in the fluorescence probe for detecting peptidase activity of the present invention will be described.

以下のスキームに示すように、上記式(I)で示される化合物は、ローダミンの中心原子をOからSiに置換した構造を有するシリコンローダミン骨格の上部が閉環してスピロ環を形成した状態では、生理的pH(pH7.4付近)において当該蛍光プローブ自体は実質的に無吸収・無蛍光(蛍光応答がOffの状態)である。これに対し、R10のアミノ酸由来のアシル残基がペプチダーゼにより加水分解されシリコンローダミン骨格から切断されると、式(II)の化合物が生じる。式(II)の化合物は、細胞内酸性小胞のリソソーム等(pH4.0〜5.0)に集積することで、速やかにスピロ環が開環し強蛍光性を示す。 As shown in the following scheme, the compound represented by the above formula (I) has a structure in which the upper part of the silicon rhodamine skeleton having a structure in which the central atom of rhodamine is substituted from O to Si is closed to form a spiro ring. At physiological pH (around pH 7.4), the fluorescent probe itself is substantially non-absorbing and non-fluorescent (the fluorescence response is off). In contrast, when the acyl residue derived from the amino acid of R 10 is hydrolyzed by a peptidase and cleaved from the silicon rhodamine skeleton, a compound of the formula (II) is generated. The compound of the formula (II) accumulates in lysosomes (pH 4.0 to 5.0) of intracellular acidic vesicles, thereby rapidly opening the spiro ring and showing strong fluorescence.

Figure 2018140971
Figure 2018140971

すなわち、式(I)で表される化合物は、生体内のpH環境下において例えば500〜650nm程度の励起光を照射した場合には、ほとんど蛍光を発しないが、ペプチダーゼとの反応によって生じた開環化合物(II)は、同じ条件下において極めて強い蛍光を発する性質を有している。したがって、式(I)で表される蛍光プローブを取り込んだ細胞が、R10を加水分解して切断可能なペプチダーゼを発現していない場合には、開環化合物(II)は生成せず、蛍光物質が当該細胞内で生成することはないが、そのようなペプチダーゼが存在する場合には、開環化合物(II)が生じて強い蛍光発光が得られる。
したがって、標的とするペプチダーゼの存在を蛍光強度のon/off変化により観測し、それにより、該ペプチダーゼを発現するがん細胞等の存在を検出することが可能となる。
That is, the compound represented by the formula (I) hardly emits fluorescence when irradiated with excitation light of, for example, about 500 to 650 nm in a pH environment in a living body, but the cleavage caused by the reaction with peptidase occurs. The ring compound (II) has a property of emitting extremely strong fluorescence under the same conditions. Therefore, cells which have taken up a fluorescent probe of the formula (I) is, if not expressing cleavable peptidases hydrolyze the R 10 is preferably a ring-opening compound (II) does not generate a fluorescent Although no substance is produced in the cell, when such a peptidase is present, a ring-opening compound (II) is produced and strong fluorescence is obtained.
Therefore, the presence of the target peptidase is observed by the on / off change of the fluorescence intensity, thereby detecting the presence of a cancer cell or the like that expresses the peptidase.

また、式(I)で表される化合物では、キサンテン環の10位元素であるXにケイ素原子を有し、また、当該環部位の一方をヘテロ環を有する構造を採用したことにより、スピロ環の開環による蛍光発光を、蛍光ピーク波長が650nmから900nmの近赤外領域の蛍光とすることができるという特徴を有するものである。これにより、従来は困難であったリンパ節転移などの生体深部に存在するがん細胞等の可視化が可能となる。   In addition, in the compound represented by the formula (I), a structure having a silicon atom at X which is the 10th element of the xanthene ring and having a hetero ring at one of the ring parts is used. Fluorescence emission due to the ring opening of can be made into fluorescence in the near-infrared region having a fluorescence peak wavelength of 650 nm to 900 nm. This makes it possible to visualize cancer cells and the like existing in the deep part of the living body, such as lymph node metastasis, which was difficult in the past.

本発明の蛍光プローブを生体細胞内に適用した場合の特性としては、ペプチダーゼによって加水分解された開環化合物(II)は、細胞のリソソーム内に集積することになり、そして、1)最大吸収波長が100nm程度長波長化し、2)蛍光量子収率およびモル吸光係数が増大し、3)リソソーム内の低pHによってスピロ環化平衡が移動し閉環構造から開環構造へと変化し、蛍光応答が得られる。加えて、4)開環化合物(II)蛍光はリソソーム外では減少するため、細胞から漏出したプローブから発せられるバックグラウンドシグナルは抑制され、高感度の検出が可能であることが挙げられる。   When the fluorescent probe of the present invention is applied to living cells, the ring-opening compound (II) hydrolyzed by the peptidase will accumulate in the lysosome of the cell, and 1) the maximum absorption wavelength Is increased by about 100 nm, 2) the fluorescence quantum yield and the molar extinction coefficient are increased, and 3) the spirocyclization equilibrium is shifted due to the low pH in the lysosome to change from the closed ring structure to the open ring structure, and the fluorescence response is changed. can get. In addition, 4) since the fluorescence of the ring-opening compound (II) decreases outside the lysosome, the background signal emitted from the probe leaked from the cell is suppressed, and high-sensitivity detection is possible.

4.本発明の蛍光プローブを用いたペプチダーゼ活性検出方法
かかる発光機構に従い、本発明の蛍光プローブを用いて特定のペプチダーゼが発現している標的細胞を特異的に検出又は可視化することができる。具体的には、
A)蛍光プローブと標的細胞とを生体内又は生体外において接触させる工程;及び、
B)前記標的細胞において特異的に発現するペプチダーゼと前記蛍光プローブとの反応による蛍光応答を観測する工程
を含むことによって、特定のペプチダーゼを発現している標的細胞のみを特異的に近赤外の蛍光シグナルとして検出又は可視化することができる。なお、本明細書において「検出」という用語は、定量、定性など種々の目的の測定を含めて最も広義に解釈されるべきである。
4). Peptidase activity detection method using the fluorescent probe of the present invention According to such a luminescence mechanism, a target cell expressing a specific peptidase can be specifically detected or visualized using the fluorescent probe of the present invention. In particular,
A) contacting the fluorescent probe and the target cell in vivo or in vitro; and
B) By observing a fluorescence response due to the reaction between the peptidase specifically expressed in the target cell and the fluorescent probe, only the target cell expressing the specific peptidase is specifically detected in the near infrared region. It can be detected or visualized as a fluorescent signal. In this specification, the term “detection” should be interpreted in the broadest sense including measurement for various purposes such as quantitative and qualitative.

上述のように、特定のペプチダーゼは、好ましくは、γ-グルタミルトランスペプチダーゼ、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP−IV)、又はカルパインであることができる。ただし、これらに限定されるものではない。上記標的細胞は、好ましくは癌細胞である。   As mentioned above, the specific peptidase can preferably be γ-glutamyl transpeptidase, dipeptidyl peptidase IV (DPP-IV), or calpain. However, it is not limited to these. The target cell is preferably a cancer cell.

また、本発明の方法は、さらに蛍光イメージング手段を用いて前記蛍光応答を観測することを含むことができる。上記の蛍光応答を観測する手段は、広い測定波長を有する蛍光光度計を用いることができるが、前記蛍光応答を2次元画像として表示可能な蛍光イメージング手段を用いて可視化することもできる。蛍光イメージングの手段を用いることによって、蛍光応答を二次元で可視化できるため、ペプチダーゼを発現する標的細胞に瞬時に視認することが可能となる。蛍光イメージング装置としては、当該技術分野において公知の装置を用いることができる。なお、場合によって、紫外可視吸光スペクトルの変化(例えば、特定の吸収波長における吸光度の変化)によって上記ペプチダーゼと蛍光プローブの反応を検出することも可能である。   In addition, the method of the present invention can further include observing the fluorescence response using fluorescence imaging means. As the means for observing the fluorescence response, a fluorometer having a wide measurement wavelength can be used. However, the fluorescence response can be visualized by using a fluorescence imaging means capable of displaying the fluorescence response as a two-dimensional image. By using the means of fluorescence imaging, the fluorescence response can be visualized in two dimensions, so that it is possible to instantly recognize the target cell expressing the peptidase. As the fluorescence imaging apparatus, an apparatus known in the technical field can be used. In some cases, the reaction between the peptidase and the fluorescent probe can be detected by a change in the ultraviolet-visible absorption spectrum (for example, a change in absorbance at a specific absorption wavelength).

上工程A)において、本発明の蛍光プローブと、標的細胞において特異的に発現するペプチダーゼとを接触させる手段としては、代表的には、蛍光プローブを含む溶液を試料添加、塗布、或いは噴霧することが挙げられるが、その用途に応じて適宜選択することが可能である。また、本発明の蛍光プローブを、動物個体における診断又は診断の補助、若しくは特定の細胞又は組織の検出に適用する際に、当該蛍光プローブと、標的細胞又は組織において発現するペプチダーゼとを接触させる手段としては、特に限定されることなく、例えば、静脈内投与等、当該分野において一般的な投与手段を用いることができる。   In the above step A), as means for bringing the fluorescent probe of the present invention into contact with the peptidase specifically expressed in the target cell, typically, a solution containing the fluorescent probe is added, applied or sprayed. However, it can be appropriately selected depending on the application. Further, when the fluorescent probe of the present invention is applied to diagnosis or assistance in an animal individual or detection of a specific cell or tissue, the fluorescent probe and a peptidase expressed in the target cell or tissue are brought into contact with each other. There is no particular limitation, and for example, administration means common in the art such as intravenous administration can be used.

本発明の蛍光プローブの適用濃度は特に限定されないが、例えば0.1〜100μM程度の濃度の溶液を適用することができる。   The application concentration of the fluorescent probe of the present invention is not particularly limited. For example, a solution having a concentration of about 0.1 to 100 μM can be applied.

また、標的細胞に行う光照射は、当該細胞に対して光を直接或いは導波管(光ファイバー等)を介して照射することができる。光源としては、酵素切断を受けた後の、本発明の蛍光プローブの吸収波長を含む光を照射できるものであれば、任意の光源を用いることができ、本発明の方法を実施する環境等に応じて適宜選択され得る。   Moreover, the light irradiation performed to a target cell can irradiate the said cell with light directly or via a waveguide (optical fiber etc.). As the light source, any light source can be used as long as it can irradiate light including the absorption wavelength of the fluorescent probe of the present invention after being subjected to enzymatic cleavage. It can be selected as appropriate.

本発明の蛍光プローブとしては、上記一般式(I)で表される化合物又はその塩をそのまま用いてもよいが、必要に応じて、試薬の調製に通常用いられる添加剤を配合して組成物として用いてもよい。例えば、生理的環境で試薬を用いるための添加剤として、溶解補助剤、pH調節剤、緩衝剤、等張化剤などの添加剤を用いることができ、これらの配合量は当業者に適宜選択可能である。これらの組成物は、一般的には、粉末形態の混合物、凍結乾燥物、顆粒剤、錠剤、液剤など適宜の形態の組成物として提供されるが、使用時に注射用蒸留水や適宜の緩衝液に溶解して適用することが可能である。   As the fluorescent probe of the present invention, the compound represented by the above general formula (I) or a salt thereof may be used as it is, but if necessary, a composition containing additives usually used in the preparation of reagents. It may be used as For example, additives such as a solubilizer, pH adjuster, buffer, and isotonic agent can be used as an additive for using the reagent in a physiological environment. Is possible. These compositions are generally provided as a composition in an appropriate form such as a mixture in powder form, a lyophilized product, a granule, a tablet, or a liquid, but distilled water for injection or an appropriate buffer at the time of use. It can be dissolved and applied in

5.本発明の蛍光プローブを含むがん診断用組成物等
上述のように本発明の蛍光プローブを用いることで、特定のペプチダーゼを発現しているがん細胞やがん組織を検出可視化することができるため、別の態様において、本発明は、 上記ペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを含むがん診断用組成物にも関する。
5. Cancer Diagnostic Composition Containing the Fluorescent Probe of the Present Invention As described above, cancer cells and cancer tissues expressing a specific peptidase can be detected and visualized by using the fluorescent probe of the present invention. Therefore, in another aspect, the present invention also relates to a cancer diagnostic composition comprising the above-described fluorescent probe for detecting peptidase activity.

本明細書において、「がん組織」の用語はがん細胞を含む任意の組織を意味している。「組織」の用語は臓器の一部又は全体を含めて最も広義に解釈しなければならず、いかなる意味においても限定的に解釈してはならない。本発明のがん診断用組成物は、がん組織において特異的に強発現しているペプチダーゼ、典型的にはγ-グルタミルトランスフェラーゼを検出する作用を有していることから、がん組織としてはγ-グルタミルトランスフェラーゼを高発現している組織が好ましい。また、本明細書において「診断」の用語は任意の生体部位においてがん組織の存在を肉眼的又は顕微鏡下に確認することを含めて最も広義に解釈する必要がある。   As used herein, the term “cancer tissue” means any tissue containing cancer cells. The term “tissue” must be interpreted in the broadest sense including part or all of an organ, and should not be limitedly interpreted in any way. The cancer diagnostic composition of the present invention has an action of detecting peptidase specifically expressed strongly in cancer tissue, typically γ-glutamyltransferase. A tissue that highly expresses γ-glutamyltransferase is preferred. Further, in this specification, the term “diagnosis” should be interpreted in the broadest sense, including confirming the presence of cancer tissue at an arbitrary biological site under the naked eye or under a microscope.

本発明のがん診断用組成物は、例えば手術中又は検査中に使用することができる。本明細書において「手術」の用語は、例えば開創を伴う開頭手術、開胸手術、若しくは開腹手術、又は皮膚手術などのほか、胃内視鏡、大腸内視鏡、腹腔鏡、又は胸腔鏡などの鏡視下手術などを含めて、がんの治療のために適用される任意の手術を包含する。また、「検査」の用語は、胃内視鏡や大腸内視鏡などの内視鏡を用いた検査及び検査に伴う組織の切除や採取などの処置のほか、生体から分離・採取された組織に対して行う検査などを包含する。   The cancer diagnostic composition of the present invention can be used, for example, during surgery or examination. In this specification, the term “surgery” means, for example, craniotomy with open wound, thoracotomy, laparotomy, or skin surgery, as well as gastroscope, colonoscope, laparoscope, thoracoscope, etc. Includes any surgery applied for the treatment of cancer, including microscopic surgery. In addition, the term “examination” refers to examinations using endoscopes such as gastroscopes and colonoscopes, treatments such as excision and collection of tissues associated with examinations, and tissues separated and collected from living bodies. This includes inspections performed on

本発明のがん診断用組成物により診断可能ながんは特に限定されず、肉腫を含め任意の悪性腫瘍を包含するが、好ましくは固形がんの診断に用いることが好ましい。好ましい態様の一つとして、例えば、肉眼下又は鏡視下における手術野の一部又は全体に本発明のがん診断用組成物を噴霧、塗布、又は注入などの適宜の方法により適用し、数十秒から数分後に500 nm程度の波長の光を適用部位に照射することができる。その適用部位にがん組織が含まれる場合には、その組織が蛍光を発するようになるので、その組織をがん組織であると特定してそこを含めて周囲組織と共に切除する。例えば、胃癌、肺癌、乳癌、大腸癌、肝臓癌、胆のう癌、膵臓癌などの典型的な癌腫の外科治療に際して、肉眼的に確認できる癌種組織に対して確定診断を行うほか、リンパ節などのリンパ組織並びに周囲臓器及び組織への浸潤及び転移などを診断することができ、術中迅速診断を行って切除範囲を確定することが可能になる。   The cancer that can be diagnosed by the composition for cancer diagnosis of the present invention is not particularly limited, and includes any malignant tumor including sarcoma, but preferably used for diagnosis of solid cancer. As one preferred embodiment, for example, the cancer diagnostic composition of the present invention is applied to a part or the whole of a surgical field under the naked eye or under a microscope by an appropriate method such as spraying, applying, or injecting, After 10 seconds to several minutes, the application site can be irradiated with light having a wavelength of about 500 nm. When cancer tissue is included in the application site, the tissue emits fluorescence. Therefore, the tissue is identified as cancer tissue and is excised together with surrounding tissues including the tissue. For example, in the surgical treatment of typical cancers such as gastric cancer, lung cancer, breast cancer, colon cancer, liver cancer, gallbladder cancer, pancreatic cancer, etc., in addition to making a definitive diagnosis on cancerous tissue that can be visually confirmed, lymph nodes, etc. It is possible to diagnose infiltration and metastasis of the lymph tissue and surrounding organs and tissues, and it is possible to make a quick diagnosis during the operation to determine the resection range.

また、その他の好ましい態様として、例えば、胃内視鏡又は大腸内視鏡検査において検査部位に本発明のがん診断用組成物を噴霧、塗布、又は注入などの適宜の方法により適用し、数十秒から数分後に500 nm程度の波長の光を適用部位に照射し、蛍光を発する組織が確認された場合にはそこをがん組織と特定することができる。内視鏡検査においてがん組織が確認できた場合には、その組織について検査切除や治療的な切除を行うこともできる。   As another preferred embodiment, for example, the composition for cancer diagnosis of the present invention is applied to an examination site by an appropriate method such as spraying, applying, or injecting in a gastroscope or colonoscopy, When the application site is irradiated with light having a wavelength of about 500 nm after 10 seconds to several minutes and a fluorescent tissue is confirmed, it can be identified as a cancer tissue. When a cancer tissue can be confirmed by endoscopy, it can be subjected to examination resection or therapeutic resection.

本発明のがん診断用組成物は、必要に応じて、試薬の調製に通常用いられる上述の添加剤を配合してもよい。   The composition for cancer diagnosis of the present invention may be blended with the above-mentioned additives usually used for the preparation of reagents as necessary.

6.本発明の蛍光プローブを用いる装置
本発明は、標的細胞において特異的に発現するペプチダーゼと請求項1〜8のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブとの反応による蛍光応答を観測するための蛍光イメージング手段を備える、装置にも関する。
6). The apparatus using the fluorescent probe of the present invention The present invention is for observing a fluorescence response due to a reaction between a peptidase specifically expressed in a target cell and the fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of claims 1 to 8. It also relates to an apparatus comprising fluorescence imaging means.

好ましくは、前記装置が内視鏡又はin vivo蛍光イメージング装置であることができる。   Preferably, the device can be an endoscope or an in vivo fluorescence imaging device.

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these.

[試薬、装置等]
以下に示す反応に用いる有機溶媒は、すべて脱水グレードのものを用いた。市販の原料は試薬メーカー(和光純薬株式会社、東京化成工業株式会社、関東化学株式会社、Sigma-Aldrich Co. Ltd., Acros Co. Ltd.)より購入した。
[Reagents, equipment, etc.]
The organic solvents used in the reactions shown below were all dehydrated grades. Commercial raw materials were purchased from reagent manufacturers (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Kanto Chemical Co., Ltd., Sigma-Aldrich Co. Ltd., Acros Co. Ltd.).

高速液体クロマトグラフィーによる精製は、以下の装置およびカラムを用いた。
・ポンプ:PU-2080およびPU-2087(日本分光株式会社)
・検出器:MD-2010(日本分光株式会社)
・カラム:Inertsil ODS-3(10 x 250 mm or 20 x 250 mm, GL Science Inc.)
The following apparatus and column were used for purification by high performance liquid chromatography.
・ Pump: PU-2080 and PU-2087 (JASCO Corporation)
・ Detector: MD-2010 (JASCO Corporation)
Column: Inertsil ODS-3 (10 x 250 mm or 20 x 250 mm, GL Science Inc.)

HPLCによる分離精製に際しては、特に断りがない限り以下の溶媒A、B及びCを用い、これらを任意の組成で混合して精製を行った。
A: 精製水(1%アセトニトリル、0.1% トリフルオロ酢酸を含む)
B: アセトニトリル(1%精製水を含む)
C: 精製水(0.2M 酢酸-トリエチルアミンを含む)
HPLC分離における送液は、それぞれ25 ml/min (ポンプ:PU-2087, カラム:20 x 250 mm)、5 ml/min (ポンプ:PU-2080, カラム:10 x 250 mm)、1 ml/min (ポンプ:PU-2080, カラム:4.6 x 200 mm)にて行った。中圧カラムクロマトグラフィーによる精製は、YFLC-Al580(山善株式会社)を用いて行った。
In the separation and purification by HPLC, the following solvents A, B and C were used and purified by mixing them in an arbitrary composition unless otherwise specified.
A: Purified water (containing 1% acetonitrile, 0.1% trifluoroacetic acid)
B: Acetonitrile (including 1% purified water)
C: Purified water (including 0.2M acetic acid-triethylamine)
For HPLC separation, the flow rate is 25 ml / min (pump: PU-2087, column: 20 x 250 mm), 5 ml / min (pump: PU-2080, column: 10 x 250 mm), 1 ml / min, respectively. (Pump: PU-2080, column: 4.6 x 200 mm). Purification by medium pressure column chromatography was performed using YFLC-Al580 (Yamazen Co., Ltd.).

NMR測定は、AVANCE III 400 Nanobay (Bruker, Co. Ltd.) を用いて行った(400 MHz for 1H NMR, 101 MHz for 13C NMR)。質量分析測定は、MicrOTOF (ESI-TOF, Bruker, Co. Ltd.)を用いて行った。High-resolution MS (HRMS)測定に際しては、外部標準物質としてギ酸ナトリウムを用いた。   NMR measurement was performed using AVANCE III 400 Nanobay (Bruker, Co. Ltd.) (400 MHz for 1H NMR, 101 MHz for 13C NMR). Mass spectrometric measurements were performed using MicrOTOF (ESI-TOF, Bruker, Co. Ltd.). For high-resolution MS (HRMS) measurement, sodium formate was used as an external standard.

1.蛍光プローブの合成 1. Synthesis of fluorescent probes

[化合物1(母核化合物)の合成]
本発明の蛍光プローブ分子の母核となる化合物1(HMJSiR)を以下のスキーム1に従って合成した。当該化合物1をベースにして、式(I)のR10に相当する部位に標的ペプチダーゼで切断され得る特定のアシル残基(アミノ酸残基)を導入することで、標的とするペプチダーゼに応じて種々の蛍光プローブ分子を得ることができる。
[Synthesis of Compound 1 (Natural Core Compound)]
Compound 1 (HMJSiR) serving as a mother nucleus of the fluorescent probe molecule of the present invention was synthesized according to the following scheme 1. Based on the compound 1, by introducing a specific acyl residue (amino acid residue) that can be cleaved with a target peptidase at a site corresponding to R 10 in the formula (I), various types of peptidases are used. The fluorescent probe molecule can be obtained.

Figure 2018140971
Figure 2018140971

[A1の合成]
文献(M. W. Kryman, G. a. Schamerhorn, J. E. Hill, B. D. Calitree, K. S. Davies, M. K. Linder, T. Y. Ohulchanskyy, M. R. Detty, Organometallics 2014, 33, 2628-2640)に従って合成した8-Bromo-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinolone(14.1 g、49.8 mmol、1.0当量)および文献ADDIN CSL_CITATION { "citationItems" : [ { "id" : "ITEM-1", "itemData" : { "DOI" : "10.1038/nchem.2648", "ISSN" : "1755-4330", "author" : [ { "dropping-particle" : "", "family" : "Umezawa", "given" : "Keitaro", "non-dropping-particle" : "", "parse-names" : false, "suffix" : "" }, { "dropping-particle" : "", "family" : "Yoshida", "given" : "Masafumi", "non-dropping-particle" : "", "parse-names" : false, "suffix" : "" }, { "dropping-particle" : "", "family" : "Kamiya", "given" : "Mako", "non-dropping-particle" : "", "parse-names" : false, "suffix" : "" }, { "dropping-particle" : "", "family" : "Yamasoba", "given" : "Tatsuya", "non-dropping-particle" : "", "parse-names" : false, "suffix" : "" }, { "dropping-particle" : "", "family" : "Urano", "given" : "Yasuteru", "non-dropping-particle" : "", "parse-names" : false, "suffix" : "" } ], "container-title" : "Nature Chemistry", "id" : "ITEM-1", "issued" : { "date-parts" : [ [ "2016", "11", "7" ] ] }, "publisher" : "Nature Publishing Group", "title" : "Rational design of reversible fluorescent probes for live-cell imaging and quantification of fast glutathione dynamics", "type" : "article-journal" }, "uris" : [ "http://www.mendeley.com/documents/?uuid=22725b53-b465-4869-81c0-219780ee56fd" ] } ], "mendeley" : { "formattedCitation" : "[11]", "plainTextFormattedCitation" : "[11]", "previouslyFormattedCitation" : "[14]" }, "properties" : { "noteIndex" : 0 }, "schema" : "https://github.com/citation-style-language/schema/raw/master/csl-citation.json" }[11]に従って合成した (2-bromo-4-(N,N-diallylamino)phenyl)methanol(14.8 g、58.7 mmol、1.2当量)をアルゴン雰囲気下で40mlの脱水ジクロロメタンに溶解した。 溶液を0 ℃に冷却し、20.0 ml(160 mmol、3.2当量)の三ふっ化ほう素ジエチルエーテル錯体を滴下した。 反応混合物を室温で69時間撹拌し、次いで飽和重曹水でクエンチした。 ジクロロメタン
で3回抽出し、合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧除去して得られた残渣をシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ノルマルヘキサン/ジクロロメタン)により精製して、17.99 gの黄色油状物(34.8 mmol、70.0 %)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 7.05 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 6.93 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.67-6.64 (m, 2H), 5.99-5.90 (m, 2H), 5.32-5.27 (m, 4H), 4.10 (s, 2H), 3.99-3.98 (m, 4H), 3.21-3.15 (m, 4H), 2.95 (t, J = 6.7 Hz, 2H), 2.75 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.13-2.01 (m, 4H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3): δ 148.0, 143.0, 133.6, 130.6, 128.7, 127.1, 126.8, 125.6, 125.5, 121.1, 120.7, 116.2, 115.9, 111.6, 77.4, 52.7, 50.0, 49.5, 40.9, 29.4, 27.5, 22.3, 21.9; HRMS (ESI+): Calcd for [M+H]+ 515.06689, Found, 515.06920 (+2.3 mmu).
[Synthesis of A1]
8-Bromo-1,2,3 synthesized according to literature (MW Kryman, G. a. Schamerhorn, JE Hill, BD Calitree, KS Davies, MK Linder, TY Ohulchanskyy, MR Detty, Organometallics 2014, 33, 2628-2640) , 5,6,7-hexahydropyrido [3,2,1-ij] quinolone (14.1 g, 49.8 mmol, 1.0 equiv) and literature ADDIN CSL_CITATION {"citationItems": [{"id": "ITEM-1", " itemData ": {" DOI ":" 10.1038 / nchem.2648 "," ISSN ":" 1755-4330 "," author ": [{" dropping-particle ":""," family ":" Umezawa "," given ":" Keitaro "," non-dropping-particle ":""," parse-names ": false," suffix ":""},{" dropping-particle ":""," family ":" Yoshida "," given ":" Masafumi "," non-dropping-particle ":""," parse-names ": false," suffix ":""},{" dropping-particle ":""," family " : "Kamiya", "given": "Mako", "non-dropping-particle": "", "parse-names": false, "suffix": ""}, {"dropping-particle": "", "family": "Yamasoba", "given": "Tatsuya", "non-dropping-particle": "", "parse-names": false, "suffix": ""}, {"dropping-particle" : "", "family": "Urano", "given": "Yasuteru", "non-dropping-particle": "", "parse-names": false, "suffix": ""}], "container -title ":" Nature Chemistry "," id ":" ITEM-1 "," issued ": {" date-parts ": [[" 2016 "," 11 "," 7 "]]}," publisher " : "Nature Publishing Group", "title": "Rational design of reversible fluorescent probes for live-cell imaging and quantification of fast glutathione dynamics", "type": "article-journal"}, "uris": ["http: //www.mendeley.com/documents/?uuid=22725b53-b465-4869-81c0-219780ee56fd "]}]," mendeley ": {" formattedCitation ":" [11] "," plainTextFormattedCitation ":" [11] "," previouslyFormattedCitation ":" [14] "}," properties ": {" noteIndex ": 0}," schema ":" https://github.com/citation-style-language/schema/raw/master/ csl-citation.json "} [ 2-bromo-4- (N, N-diallylamino) phenyl) methanol (14.8 g, 58.7 mmol, 1.2 eq) synthesized according to [11] into 40 ml of dehydrated dichloromethane under an argon atmosphere Dissolved. The solution was cooled to 0 ° C. and 20.0 ml (160 mmol, 3.2 eq) of boron trifluoride diethyl etherate was added dropwise. The reaction mixture was stirred at room temperature for 69 hours and then quenched with saturated aqueous sodium bicarbonate. Extracted with dichloromethane three times, the combined organic layer was washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and removed under reduced pressure. The resulting residue was purified by silica gel flash column chromatography (normal hexane / dichloromethane), 17.99 g of a yellow oil (34.8 mmol, 70.0%) was obtained.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 7.05 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 6.93 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 6.67-6.64 (m, 2H), 5.99-5.90 (m , 2H), 5.32-5.27 (m, 4H), 4.10 (s, 2H), 3.99-3.98 (m, 4H), 3.21-3.15 (m, 4H), 2.95 (t, J = 6.7 Hz, 2H), 2.75 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.13-2.01 (m, 4H); 13 C NMR (101 MHz, CDCl 3 ): δ 148.0, 143.0, 133.6, 130.6, 128.7, 127.1, 126.8, 125.6, 125.5 , 121.1, 120.7, 116.2, 115.9, 111.6, 77.4, 52.7, 50.0, 49.5, 40.9, 29.4, 27.5, 22.3, 21.9; HRMS (ESI + ): Calcd for [M + H] + 515.06689, Found, 515.06920 (+ 2.3 mmu).

[A2の合成]
化合物A1 250.0mg(484.2 μmol、1.0当量)を15 mlの脱水テトラヒドロフラン中に溶解し、アルゴン雰囲気下で-78 ℃に冷却した。 sec-ブチルリチウムを1.2 ml(1.1 M、1.21 mmol、2.5当量)滴下し、アルゴン雰囲気下、-78 ℃で5分間攪拌した。この溶液に、88 μl (0.726 mmol、1.5当量)のジクロロジメチルシランを加え、0 ℃で2時間撹拌を続けた。 1 M 希塩酸で反応を停止させ、飽和重曹水で中和した。水層を酢酸エチルで3回抽出し、合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧濃縮した。得られた残渣をアミノ化シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ノルマルヘキサン/ジクロロメタン)で精製し、無色の液体を得た。これをアセトン10 mlに溶解し、-15 ℃に冷却し、過マンガン酸カリウム 153.0 mg(0.968 mmol、2.0当量)を6回に分けて60分にわたって添加した。反応混合物をジクロロメタンで希釈し、セライト濾過し、シリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィー(ノルマルヘキサン/ 酢酸エチル)で精製して33.0 mgの淡黄色固体(77.0 μmol、2段階で15.9 %)を得た。
1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.31 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.09 (s, 1H), 6.82-6.79 (m, 2H), 5.93-5.84 (m, 2H), 5.23-5.19 (m, 4H), 4.03-4.02 (m, 4H), 3.30-3.26 (m, 4H), 2.92 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 2.82 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 2.06-1.93 (m, 4H), 0.49 (s, 6H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3): δ 185.4, 150.3, 145.3, 141.5, 135.3, 133.3, 131.3, 130.2, 129.7, 129.1, 124.7, 122.9, 116.7, 114.7, 113.5, 52.8, 50.6, 50.0, 29.0, 283.3, 22.0, 21.7, -0.1; HRMS (ESI+): Calcd for [M+H]+ 429.23567, Found 429.23595 (+0.3 mmu).
[Synthesis of A2]
250.0 mg (484.2 μmol, 1.0 equivalent) of Compound A1 was dissolved in 15 ml of dehydrated tetrahydrofuran and cooled to −78 ° C. under an argon atmosphere. 1.2 ml (1.1 M, 1.21 mmol, 2.5 equivalents) of sec-butyllithium was added dropwise, and the mixture was stirred at −78 ° C. for 5 minutes in an argon atmosphere. To this solution, 88 μl (0.726 mmol, 1.5 equivalents) of dichlorodimethylsilane was added and stirring was continued at 0 ° C. for 2 hours. The reaction was quenched with 1 M dilute hydrochloric acid and neutralized with saturated aqueous sodium bicarbonate. The aqueous layer was extracted three times with ethyl acetate, and the combined organic layers were washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The resulting residue was purified by aminated silica gel flash column chromatography (normal hexane / dichloromethane) to obtain a colorless liquid. This was dissolved in 10 ml of acetone, cooled to −15 ° C., and 153.0 mg (0.968 mmol, 2.0 equivalents) of potassium permanganate was added in 6 portions over 60 minutes. The reaction mixture was diluted with dichloromethane, filtered through celite, and purified by silica gel flash column chromatography (normal hexane / ethyl acetate) to obtain 33.0 mg of a pale yellow solid (77.0 μmol, 15.9% over 2 steps).
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ 8.31 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 8.09 (s, 1H), 6.82-6.79 (m, 2H), 5.93-5.84 (m, 2H), 5.23 -5.19 (m, 4H), 4.03-4.02 (m, 4H), 3.30-3.26 (m, 4H), 2.92 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 2.82 (t, J = 6.3 Hz, 2H), 2.06-1.93 (m, 4H), 0.49 (s, 6H); 13 C NMR (101 MHz, CDCl 3 ): δ 185.4, 150.3, 145.3, 141.5, 135.3, 133.3, 131.3, 130.2, 129.7, 129.1, 124.7, 122.9, 116.7, 114.7, 113.5, 52.8, 50.6, 50.0, 29.0, 283.3, 22.0, 21.7, -0.1; HRMS (ESI + ): Calcd for [M + H] + 429.23567, Found 429.23595 (+0.3 mmu).

[化合物A3及び化合物1の合成]
10 mlの脱水テトラヒドロフランに1-ブロモ-2- [(1,1-ジメチルエトキシ)メチル]-ベンゼン106.1 mg(0.436 mmol、11.0当量)を溶解し、アルゴン雰囲気下で-78 ℃に冷却した。 sec-ブチルリチウム 357 μl(1.0 M、0.357 mmol、9.0当量)を滴下し、-78 ℃でアルゴン雰囲気下で5分間攪拌した。この溶液に、5 mlの脱水テトラヒドロフラン中に溶解した17.0 mgの化合物A2(40.0 μmol、1.0当量)を滴下し、-78 ℃で60分間撹拌を続けた。 1M 希塩酸で反応を停止させ、飽和重曹水で中和した。水層をジクロロメタンで3回抽出し、合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧濃縮した。残渣を10 mlのメタノールに溶解し、0 ℃に冷却した。この溶液に水素化ホウ素ナトリウム(1.8 mg、48 μmol、1.2当量)を加え、0 ℃で10分間撹拌した。混合物を減圧濃縮し、水を加え、水層を酢酸エチルで2回抽出した。合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧濃縮した。得られた残渣に、1,3-ジメチルバルビツール酸(92.8 mg、0.595 mmol、15.0当量)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(9.2 mg、8.0 μmol、0.2当量)および脱酸素ジクロロメタン(2 ml)を加え、混合物をアルゴン雰囲気下で1時間加熱還流した。反応混合物をジクロロメタンで希釈し、飽和硫酸ナトリウム水溶液および飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、真空中で濃縮した。得られた残渣を10mlのジクロロメタンに溶解し、38.7 mgのクロラニル(0.157 mmol、3.9当量)を加え、室温で2時間撹拌した。反応混合物を短いシリカクロマトグラフィーで精製してクロラニルを除去し、減圧濃縮し、中間体である化合物A3を得た。残渣にトリフルオロ酢酸とジクロロメタンの1:1混合物4 mlを加え、室温で9時間撹拌した。反応混合物をジクロロメタンで希釈し、溶媒を減圧除去した。次いでメタノールと水の1:1混合物4 mlに溶解した。反応液を室温で12時間撹拌し、メタノールを減圧除去し残った溶液を濾過し、分取HPLCで精製して、5.4 mgの青色粉末(12.3 μmol、4段階で30.8 %)を得た。
1H NMR (400 MHz, (CD3)2CO): δ 7.30 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.15 (dt, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.08 (dt, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.01 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.92 (d, J = 2.4 Hz, 1H), 6.82 (s, 1H), 6.77 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 6.57 (dd, J = 8.4, 2.4 Hz, 1H), 5.46 (s, 2H), 3.16-3.09 (m, 4H), 2.97-2.93 (m, 2H, partially overlapped with the H2O peak), 2.62-2.49 (m, 2H), 2.02-1.94 (m, 2H), 1.86-1.81 (m, 2H), 0.64 (s, 3H), 0.48 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, (CD3)2CO): δ 150.6, 147.3, 142.2, 141.0, 140.8, 137.7, 134.6, 129.1, 129.0, 128.0, 127.7, 127.3, 126.8, 124.2, 123.9, 122.1, 118.6, 117.0, 94.1, 74.6, 50.9, 50.4, 30.1, 29.1, 23.2, 22.7, 1.6, 1.5; HRMS (ESI+): Calcd for [M]+ 439.22002, Found, 439.21920 (-0.8 mmu).
[Synthesis of Compound A3 and Compound 1]
106.1 mg (0.436 mmol, 11.0 equivalents) of 1-bromo-2-[(1,1-dimethylethoxy) methyl] -benzene was dissolved in 10 ml of dehydrated tetrahydrofuran and cooled to −78 ° C. under an argon atmosphere. 357 μl (1.0 M, 0.357 mmol, 9.0 eq) of sec-butyllithium was added dropwise, and the mixture was stirred at −78 ° C. under an argon atmosphere for 5 minutes. To this solution, 17.0 mg of compound A2 (40.0 μmol, 1.0 equivalent) dissolved in 5 ml of dehydrated tetrahydrofuran was added dropwise, and stirring was continued at −78 ° C. for 60 minutes. The reaction was quenched with 1M dilute hydrochloric acid and neutralized with saturated aqueous sodium bicarbonate. The aqueous layer was extracted 3 times with dichloromethane, and the combined organic layers were washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in 10 ml of methanol and cooled to 0 ° C. To this solution was added sodium borohydride (1.8 mg, 48 μmol, 1.2 eq) and stirred at 0 ° C. for 10 minutes. The mixture was concentrated under reduced pressure, water was added, and the aqueous layer was extracted twice with ethyl acetate. The combined organic layers were washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. To the resulting residue was added 1,3-dimethylbarbituric acid (92.8 mg, 0.595 mmol, 15.0 equiv), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (9.2 mg, 8.0 μmol, 0.2 equiv) and deoxygenated dichloromethane ( 2 ml) was added and the mixture was heated to reflux under an argon atmosphere for 1 hour. The reaction mixture was diluted with dichloromethane, washed with saturated aqueous sodium sulfate and saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated in vacuo. The obtained residue was dissolved in 10 ml of dichloromethane, 38.7 mg of chloranil (0.157 mmol, 3.9 equivalents) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. The reaction mixture was purified by short silica chromatography to remove chloranil and concentrated under reduced pressure to obtain an intermediate compound A3. To the residue was added 4 ml of a 1: 1 mixture of trifluoroacetic acid and dichloromethane, and the mixture was stirred at room temperature for 9 hours. The reaction mixture was diluted with dichloromethane and the solvent was removed under reduced pressure. It was then dissolved in 4 ml of a 1: 1 mixture of methanol and water. The reaction solution was stirred at room temperature for 12 hours, methanol was removed under reduced pressure, and the remaining solution was filtered and purified by preparative HPLC to obtain 5.4 mg of blue powder (12.3 μmol, 30.8% in 4 steps).
1 H NMR (400 MHz, (CD 3 ) 2 CO): δ 7.30 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.15 (dt, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.08 (dt, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.01 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 6.92 (d, J = 2.4 Hz, 1H), 6.82 (s, 1H), 6.77 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 6.57 (dd, J = 8.4, 2.4 Hz, 1H), 5.46 (s, 2H), 3.16-3.09 (m, 4H), 2.97-2.93 (m, 2H, partially overlapped with the H 2 O peak), 2.62-2.49 (m, 2H), 2.02-1.94 (m, 2H), 1.86-1.81 (m, 2H), 0.64 (s, 3H), 0.48 (s, 3H); 13 C NMR (101 MHz, (CD 3 ) 2 CO): δ 150.6, 147.3, 142.2, 141.0, 140.8, 137.7, 134.6, 129.1, 129.0, 128.0, 127.7, 127.3, 126.8, 124.2, 123.9, 122.1, 118.6, 117.0, 94.1, 74.6, 50.9, 50.4, 30.1, 29.1, 23.2, 22.7, 1.6, 1.5; HRMS (ESI + ): Calcd for [M] + 439.22002, Found, 439.21920 (-0.8 mmu).

[化合物2(蛍光プローブ分子)の合成]
上記化合物1から本発明の蛍光プローブ分子である化合物2(gGlu−HMJSiR)を以下のスキーム2に従って合成した。なお、化合物2は、式(I)のR10に相当する部位にγ-グルタミル基を導入した化合物であるが、上述のように標的とするペプチダーゼに応じて任意のアシル基を導入することでその他の蛍光プローブを同様に合成することができる。
[Synthesis of Compound 2 (fluorescent probe molecule)]
Compound 2 (gGlu-HMJSiR), which is a fluorescent probe molecule of the present invention, was synthesized from Compound 1 according to Scheme 2 below. Compound 2 is a compound in which a γ-glutamyl group is introduced at the site corresponding to R 10 in formula (I), but by introducing an arbitrary acyl group according to the target peptidase as described above. Other fluorescent probes can be synthesized similarly.

Figure 2018140971
Figure 2018140971

中間体A3 (10.8 mg、21.8 μmol、1.0当量)、N-(tert-ブトキシカルボニル)-L-グルタミン酸1-tert-ブチル(660.6 mg、2.18 mmol、100.0当量)、HATU(827.9 mg、2.18 mmol、100.0当量)およびN,N-ジイソプロピルエチルアミン(378.5 μl、2.18 mmol、100.0当量)を5 mlの脱水N,N-ジメチルホルムアミドに添加した。 混合物を室温でアルゴン雰囲気下で23時間撹拌した。反応溶媒を減圧除去し、残渣をトリフルオロ酢酸とジクロロメタンの4:1混合物5 mlに溶解し、溶液を8時間撹拌した。 溶媒を減圧除去し、残渣を分取HPLCで精製して、1.5 mgの赤色粉末(2.6 μmol、12.1 %)を得た。
1H NMR (400 MHz, CD3OD + TFA): δ8.13 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 7.73-7.65 (m, 3H), 7.57 (dd, 1H, J = 9.0, 2.0 Hz), 7.31-7.29 (m, 1H), 6.85-6.82 (m, 2H), 5.15 (q, 2H, J = 11.5 Hz), 4.08 (t, 1H, J = 6.6 Hz), 3.84-3.78 (m, 4H), 3.12-3.09 (m, 2H), 2.77-2.73 (m, 2H), 2.55-2.51 (m, 2H), 2.34-2.22 (m, 2H), 2.20-2.14 (m, 2H), 2.00-1.94 (m, 2H), 0.69 (s, 3H), 0.65 (s, 3H); HRMS (ESI+): Calcd for [M+H]+ 568.26261, Found, 568.26163 (-1.0 mmu).
Intermediate A3 (10.8 mg, 21.8 μmol, 1.0 equiv), 1-tert-butyl N- (tert-butoxycarbonyl) -L-glutamate (660.6 mg, 2.18 mmol, 100.0 equiv), HATU (827.9 mg, 2.18 mmol, 100.0 equivalents) and N, N-diisopropylethylamine (378.5 μl, 2.18 mmol, 100.0 equivalents) were added to 5 ml of dehydrated N, N-dimethylformamide. The mixture was stirred at room temperature under an argon atmosphere for 23 hours. The reaction solvent was removed under reduced pressure, the residue was dissolved in 5 ml of a 4: 1 mixture of trifluoroacetic acid and dichloromethane, and the solution was stirred for 8 hours. The solvent was removed under reduced pressure and the residue was purified by preparative HPLC to give 1.5 mg of red powder (2.6 μmol, 12.1%).
1 H NMR (400 MHz, CD 3 OD + TFA): δ8.13 (d, 1H, J = 2.4 Hz), 7.73-7.65 (m, 3H), 7.57 (dd, 1H, J = 9.0, 2.0 Hz) , 7.31-7.29 (m, 1H), 6.85-6.82 (m, 2H), 5.15 (q, 2H, J = 11.5 Hz), 4.08 (t, 1H, J = 6.6 Hz), 3.84-3.78 (m, 4H ), 3.12-3.09 (m, 2H), 2.77-2.73 (m, 2H), 2.55-2.51 (m, 2H), 2.34-2.22 (m, 2H), 2.20-2.14 (m, 2H), 2.00-1.94 (m, 2H), 0.69 (s, 3H), 0.65 (s, 3H); HRMS (ESI + ): Calcd for [M + H] + 568.26261, Found, 568.26163 (-1.0 mmu).

[化合物3(比較例)の合成]
比較例である化合物3(HMSiR600)を以下のスキーム3に従って合成した。
[Synthesis of Compound 3 (Comparative Example)]
Compound 3 (HMSiR600) as a comparative example was synthesized according to the following scheme 3.

Figure 2018140971
Figure 2018140971

N、N、N '、N'-テトラアリルジアミノ-Si-キサントンA4を文献(T. Egawa, Y. Koide, K. Hanaoka, T. Komatsu, T. Terai, T. Nagano, Chem. Commun. 2011, 47, 4162.)に従って合成した。乾燥テトラヒドロフラン10 ml中の1-ブロモ-2 - [(1,1-ジメチルエトキシ)メチル] - ベンゼン70 μl(0.360 mmol、5.0当量)をアルゴン雰囲気下で-78 ℃に冷却した。 0.35 ml(1.0 M、0.350 mmol、4.9当量)のsec-ブチルリチウムを滴下し、-78 ℃でアルゴン雰囲気下で10分間撹拌した。この溶液に、10 mlの乾燥テトラヒドロフラン中27.8 mg(72.1 μmol、1.0当量)の化合物A4を滴下し、-78 ℃で30分間撹拌を続けた。次いで、反応混合物を室温まで温め、アルゴン雰囲気下で15時間撹拌した。 1 M 希塩酸で反応を停止させ、ジクロロメタンで希釈し、水層をジクロロメタンで2回抽出した。合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧濃縮した。残渣を8 mlのメタノールに溶解し、0 ℃に冷却した。この溶液に水素化ホウ素ナトリウム(3.3 mg、86.5 μmol、1.2当量)を加え、0 ℃で10分間撹拌した。混合物を減圧濃縮し、水を加え、水層を酢酸エチルで3回抽出した。合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、真空中で濃縮した。得られた緑色残渣に、1,3-ジメチルバルビツール酸(135.1 mg、0.865 mmol、12.0当量)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(8.3 mg、7.21 μmol、0.1当量)および脱酸素ジクロロメタン(20 ml) アルゴン雰囲気下、室温で15時間攪拌した。次いで、反応混合物に19.5 mgのクロラニル(79.3 μmol、1.1当量)を加え、室温で1時間撹拌した。反応混合物を短いカラムでのシリカクロマトグラフィーで精製してクロラニルを除去し、減圧濃縮した。残渣に2 mlのトリフルオロ酢酸を加え、室温で16時間撹拌した。溶媒を蒸発させ、次いでメタノールと水の1:1混合液10 mlに溶解した。溶液を室温で17時間撹拌し、メタノールを蒸
発させ、残った溶液を濾過し、分取HPLCで精製して、4.24 mgの青色粉末(8.95 μmol、4段階で12.4 %)を得た。
1H NMR (400 MHz, (CD3)2CO, closed form): δ 7.34 (d, 1H, J = 7.4 Hz), 7.25-7.22 (m, 1H), 7.19-7.16 (m, 1H), 6.94-6.89 (m, 5H), 6.56 (d, 1H, J = 2.6 Hz), 6.54 (d, 1H, J = 2.6 Hz), 5.31 (s, 2H), 0.52 (s, 3H), 0.41 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CD3OD + TFA): δ 152.1, 146.6, 139.0, 136.9, 131.9, 130.4, 129.3, 128.9, 128.3, 125.2, 124.3, 123.1, 93.3, 75.4, -0.1, -0.7; HRMS (ESI+) Calcd for [M]+, 359.15742, Found, 359.15690 (-0.52 mmu).
N, N, N ′, N′-tetraallyldiamino-Si-xanthone A4 was published in literature (T. Egawa, Y. Koide, K. Hanaoka, T. Komatsu, T. Terai, T. Nagano, Chem. Commun. 2011). , 47, 4162.). 70 μl (0.360 mmol, 5.0 eq) 1-bromo-2-[(1,1-dimethylethoxy) methyl] -benzene in 10 ml dry tetrahydrofuran was cooled to −78 ° C. under an argon atmosphere. 0.35 ml (1.0 M, 0.350 mmol, 4.9 equivalents) of sec-butyllithium was added dropwise, and the mixture was stirred at −78 ° C. under an argon atmosphere for 10 minutes. To this solution, 27.8 mg (72.1 μmol, 1.0 equivalent) of Compound A4 in 10 ml of dry tetrahydrofuran was added dropwise, and stirring was continued at −78 ° C. for 30 minutes. The reaction mixture was then warmed to room temperature and stirred for 15 hours under an argon atmosphere. The reaction was quenched with 1 M dilute hydrochloric acid, diluted with dichloromethane, and the aqueous layer was extracted twice with dichloromethane. The combined organic layers were washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in 8 ml of methanol and cooled to 0 ° C. To this solution was added sodium borohydride (3.3 mg, 86.5 μmol, 1.2 equivalents), and the mixture was stirred at 0 ° C. for 10 minutes. The mixture was concentrated under reduced pressure, water was added, and the aqueous layer was extracted 3 times with ethyl acetate. The combined organic layers were washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated in vacuo. To the green residue obtained, 1,3-dimethylbarbituric acid (135.1 mg, 0.865 mmol, 12.0 equiv), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (8.3 mg, 7.21 μmol, 0.1 equiv) and deoxygenated dichloromethane (20 ml) The mixture was stirred at room temperature for 15 hours under an argon atmosphere. Then, 19.5 mg of chloranil (79.3 μmol, 1.1 eq) was added to the reaction mixture and stirred at room temperature for 1 hour. The reaction mixture was purified by silica chromatography on a short column to remove chloranil and concentrated under reduced pressure. 2 ml of trifluoroacetic acid was added to the residue and stirred at room temperature for 16 hours. The solvent was evaporated and then dissolved in 10 ml of a 1: 1 mixture of methanol and water. The solution was stirred at room temperature for 17 hours, the methanol was evaporated and the remaining solution was filtered and purified by preparative HPLC to give 4.24 mg of blue powder (8.95 μmol, 12.4% over 4 steps).
1 H NMR (400 MHz, (CD 3 ) 2 CO, closed form): δ 7.34 (d, 1H, J = 7.4 Hz), 7.25-7.22 (m, 1H), 7.19-7.16 (m, 1H), 6.94 -6.89 (m, 5H), 6.56 (d, 1H, J = 2.6 Hz), 6.54 (d, 1H, J = 2.6 Hz), 5.31 (s, 2H), 0.52 (s, 3H), 0.41 (s, 13 C NMR (101 MHz, CD 3 OD + TFA): δ 152.1, 146.6, 139.0, 136.9, 131.9, 130.4, 129.3, 128.9, 128.3, 125.2, 124.3, 123.1, 93.3, 75.4, -0.1,- 0.7; HRMS (ESI + ) Calcd for [M] + , 359.15742, Found, 359.15690 (-0.52 mmu).

[化合物4(比較例)の合成]
比較例である化合物4(HMSiR620h)を以下のスキーム4に従って合成した。
[Synthesis of Compound 4 (Comparative Example)]
Compound 4 (HMSiR620h) as a comparative example was synthesized according to the following scheme 4.

Figure 2018140971
Figure 2018140971

N、N-ジアリル-N '、N'-ジメチルアミノ-Si-キサントン(A5)は、WO2014/106957の実施例1にしたがって合成した。脱水テトラヒドロフラン 10 ml中の1-ブロモ-2 - [(1,1-ジメチルエトキシ)メチル] -ベンゼン1000 μl(5.14 mmol、25.7当量)をアルゴン雰囲気下で-78 ℃に冷却した。 sec-ブチルリチウム 5.0 ml(0.99 M、4.95 mmol、24.8当量)を滴下し、-78 ℃でアルゴン雰囲気下で5分間攪拌した。この溶液に、10 mlの脱水テトラヒドロフラン中75.4 mg(200 μmol、1.0当量)の化合物A5を滴下し、-78 ℃で30分間撹拌を続けた。次いで、反応混合物を室温まで温め、アルゴン雰囲気下で21時間撹拌した。 1 M 希塩酸で反応を停止させ、飽和重曹水で中和した。水層をジクロロメタンで3回抽出し、合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、減圧濃縮した。残渣を15 mlのメタノールに溶解し、0 ℃に冷却した。この溶液に水素化ホウ素ナトリウム(52.8 mg、1.40 mmol、14.3当量)を加え、0 ℃で10分間撹拌した。混合物を減圧濃縮し、水を加え、水層を酢酸エチルで2回抽出した。合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、真空中で濃縮した。得られた残渣に、1,3-ジメチルバルビツール酸(316.0 mg、2.02 mmol、20.7当量)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(45.4 mg、39.3 μmol、0.4当量)および脱気したジクロロメタン(10 ml)を加え、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で41時間撹拌した。反応混合物を蒸発させ、飽和硫酸ナトリウム水を加え、ジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機層を飽和食塩水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥させ、真空中で濃縮した。得られた残渣を10 mlのジクロロメタンに溶解し、154.7 mgのクロラニル(0.629 mmol、3.1当量)を添加し、室温で1時間撹拌した。反応混合物を短いカラムでのシリカクロマトグラフィーで精製してクロラニルを除去し、減圧濃縮した。残渣に4 mlのトリフルオロ酢酸を加え、室温で2時間撹拌した。反応混合物をジクロロメタンで希釈し、真空中で濃縮した。残りの残渣を分取HPLCで精製して、20.3 mgの青色粉末(52.4 μmol、3段階で26.2%)を得た。
1H NMR (400 MHz, (CD3)2CO): δ 7.36 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.24 (dt, J = 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.18 (dt, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.06 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.00 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 6.97-6.95 (m, 2H), 6.90 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 6.65 (dd, J = 8.8, 2.8 Hz, 1H), 6.57 (dd, J = 8.8, 2.8 Hz, 1H), 5.34 (s, 2H), 2.92 (s, 6H), 0.57 (s, 3H), 0.45 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, (CD3)2CO): δ 149.7, 148.9, 147.3, 140.8, 140.5, 139.3, 135.0, 134.8, 129.4, 129.3, 128.0, 127.7, 124.5, 122.2, 119.1, 117.1, 116.6, 114.8, 93.4, 73.7, 40.53, 0.4, -0.3; HRMS (ESI+): Calcd for [M]+ 387.18879, Found, 387.18872 (-0.1 mmu).
N, N-diallyl-N ′, N′-dimethylamino-Si-xanthone (A5) was synthesized according to Example 1 of WO2014 / 106957. 1000 μl (5.14 mmol, 25.7 equivalents) of 1-bromo-2-[(1,1-dimethylethoxy) methyl] -benzene in 10 ml of dehydrated tetrahydrofuran was cooled to −78 ° C. under an argon atmosphere. sec-Butyllithium 5.0 ml (0.99 M, 4.95 mmol, 24.8 equivalents) was added dropwise, and the mixture was stirred at −78 ° C. under an argon atmosphere for 5 minutes. To this solution, 75.4 mg (200 μmol, 1.0 equivalent) of Compound A5 in 10 ml of dehydrated tetrahydrofuran was added dropwise, and stirring was continued at −78 ° C. for 30 minutes. The reaction mixture was then warmed to room temperature and stirred for 21 hours under an argon atmosphere. The reaction was quenched with 1 M dilute hydrochloric acid and neutralized with saturated aqueous sodium bicarbonate. The aqueous layer was extracted 3 times with dichloromethane, and the combined organic layers were washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated under reduced pressure. The residue was dissolved in 15 ml of methanol and cooled to 0 ° C. To this solution was added sodium borohydride (52.8 mg, 1.40 mmol, 14.3 eq) and stirred at 0 ° C. for 10 minutes. The mixture was concentrated under reduced pressure, water was added, and the aqueous layer was extracted twice with ethyl acetate. The combined organic layers were washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated in vacuo. To the resulting residue, 1,3-dimethylbarbituric acid (316.0 mg, 2.02 mmol, 20.7 equiv), tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0) (45.4 mg, 39.3 μmol, 0.4 equiv) and degassed dichloromethane (10 ml) was added and the mixture was stirred at room temperature under an argon atmosphere for 41 hours. The reaction mixture was evaporated, saturated aqueous sodium sulfate was added, and the mixture was extracted 3 times with dichloromethane. The combined organic layers were washed with saturated brine, dried over sodium sulfate, and concentrated in vacuo. The obtained residue was dissolved in 10 ml of dichloromethane, 154.7 mg of chloranil (0.629 mmol, 3.1 equivalents) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. The reaction mixture was purified by silica chromatography on a short column to remove chloranil and concentrated under reduced pressure. 4 ml of trifluoroacetic acid was added to the residue and stirred at room temperature for 2 hours. The reaction mixture was diluted with dichloromethane and concentrated in vacuo. The remaining residue was purified by preparative HPLC to give 20.3 mg of blue powder (52.4 μmol, 26.2% over 3 steps).
1 H NMR (400 MHz, (CD 3 ) 2 CO): δ 7.36 (d, J = 7.2 Hz, 1H), 7.24 (dt, J = 7.2, 1.2 Hz, 1H), 7.18 (dt, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.06 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 7.00 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 6.97-6.95 (m, 2H), 6.90 (d, J = 7.2 Hz, 1H) , 6.65 (dd, J = 8.8, 2.8 Hz, 1H), 6.57 (dd, J = 8.8, 2.8 Hz, 1H), 5.34 (s, 2H), 2.92 (s, 6H), 0.57 (s, 3H), 0.45 (s, 3H); 13 C NMR (101 MHz, (CD 3 ) 2 CO): δ 149.7, 148.9, 147.3, 140.8, 140.5, 139.3, 135.0, 134.8, 129.4, 129.3, 128.0, 127.7, 124.5, 122.2 , 119.1, 117.1, 116.6, 114.8, 93.4, 73.7, 40.53, 0.4, -0.3; HRMS (ESI + ): Calcd for [M] + 387.18879, Found, 387.18872 (-0.1 mmu).

2.化合物1〜4の吸収・蛍光スペクトル測定
実施例1で合成した化合物1〜4の吸収スペクトル及び蛍光スペクトルをそれぞれ測定した。
2. Absorption / fluorescence spectrum measurement of compounds 1-4 The absorption spectrum and the fluorescence spectrum of compounds 1-4 synthesized in Example 1 were measured.

[化合物1]
共溶媒として0.5%DMSOを含む、様々なpHの0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液中に溶解した化合物1(HMJSiR)の吸収・蛍光スペクトルを取得した。結果を図1に示す。図1(a)及び(b)はそれぞれ吸収スペクトル及び蛍光スペクトルであり、図1(c)は吸光度及び蛍光強度のpH依存性を示したグラフである。
実験条件:
蛍光スペクトルの励起波長:580 nm、励起・蛍光スリット幅:2.5 nm、光電子増倍管電圧:700V
[Compound 1]
Absorption / fluorescence spectra of Compound 1 (HMJSiR) dissolved in 0.2 M sodium phosphate buffer at various pHs containing 0.5% DMSO as a co-solvent were obtained. The results are shown in FIG. FIGS. 1A and 1B are an absorption spectrum and a fluorescence spectrum, respectively, and FIG. 1C is a graph showing the pH dependence of absorbance and fluorescence intensity.
Experimental conditions:
Excitation wavelength of fluorescence spectrum: 580 nm, excitation / fluorescence slit width: 2.5 nm, photomultiplier tube voltage: 700V

[化合物2]
共溶媒として0.1%DMSOを含む、様々なpHの0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液中に溶解した化合物2(gGlu−HMJSiR)の吸収・蛍光スペクトルを取得した。結果を図2に示す。図2(a)及び(b)はそれぞれ吸収スペクトル及び蛍光スペクトルであり、図2(c)は吸光度及び蛍光強度のpH依存性を示したグラフである。また、図2(d)は、化合物1の吸収スペクトルに対して規格化した化合物2の吸収スペクトルである。
実験条件:
蛍光スペクトルの励起波長:500 nm、励起・蛍光スリット幅:5.0 nm、光電子増倍管電圧:700V
[Compound 2]
Absorption / fluorescence spectra of compound 2 (gGlu-HMJSiR) dissolved in 0.2 M sodium phosphate buffer at various pHs containing 0.1% DMSO as a co-solvent were obtained. The results are shown in FIG. 2A and 2B are an absorption spectrum and a fluorescence spectrum, respectively, and FIG. 2C is a graph showing the pH dependence of absorbance and fluorescence intensity. FIG. 2D is an absorption spectrum of Compound 2 normalized with respect to the absorption spectrum of Compound 1.
Experimental conditions:
Excitation wavelength of fluorescence spectrum: 500 nm, excitation / fluorescence slit width: 5.0 nm, photomultiplier tube voltage: 700 V

[化合物3]
共溶媒として0.8%DMSOを含む、様々なpHの0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液中に溶解した化合物3(HMSiR600)の吸収・蛍光スペクトルを取得した。図3(a)及び(b)はそれぞれ吸収スペクトル及び蛍光スペクトルであり、図3(c)は吸光度及び蛍光強度のpH依存性を示したグラフである。
実験条件:
蛍光スペクトルの励起波長:596 nm、励起・蛍光スリット幅:2.5 nm、光電子増倍管電圧:700V
[Compound 3]
Absorption / fluorescence spectra of compound 3 (HMSiR600) dissolved in 0.2 M sodium phosphate buffer at various pHs containing 0.8% DMSO as a co-solvent were obtained. 3A and 3B are an absorption spectrum and a fluorescence spectrum, respectively, and FIG. 3C is a graph showing the pH dependence of absorbance and fluorescence intensity.
Experimental conditions:
Excitation wavelength of fluorescence spectrum: 596 nm, excitation / fluorescence slit width: 2.5 nm, photomultiplier tube voltage: 700V

[化合物4]
共溶媒として0.12%以下のアセトニトリルおよび0.68%DMSOを含む、様々なpHの0.2Mリン酸ナトリウム緩衝液中に溶解した化合物4(HMSiR620h)の吸収・蛍光スペクトルを取得した。図4(a)及び(b)はそれぞれ吸収スペクトル及び蛍光スペクトルであり、図4(c)は吸光度及び蛍光強度のpH依存性を示したグラフである。
実験条件:蛍光スペクトルの励起波長:600 nm、励起・蛍光スリット幅:2.5 nm、光電子増倍管電圧:700V
[Compound 4]
Absorption / fluorescence spectra of compound 4 (HMSiR620h) dissolved in 0.2 M sodium phosphate buffer at various pHs containing 0.12% or less acetonitrile and 0.68% DMSO as co-solvents were obtained. 4A and 4B are an absorption spectrum and a fluorescence spectrum, respectively, and FIG. 4C is a graph showing the pH dependence of absorbance and fluorescence intensity.
Experimental conditions: Excitation wavelength of fluorescence spectrum: 600 nm, Excitation / fluorescence slit width: 2.5 nm, Photomultiplier tube voltage: 700 V

化合物1〜4について得られた吸収極大波長(λabs)、蛍光極大波長(λfl)、量子収率(Φfl)、及びスピロ環化平衡定数(pKcycl)を表1に示す。なお、表中、HMSiR(650)は、以下の構造を有する化合物であり、各値はS. Uno, M. Kamiya, T. Yoshihara, K. Sugawara, K. Okabe, M. C. Tarhan, H. Fujita, T. Funatsu, Y. Okada, S. Tobita, et al., Nat. Chem. 2014, 6, 681-9に基づくものである。

Figure 2018140971
Figure 2018140971
Table 1 shows the absorption maximum wavelength (λ abs ), fluorescence maximum wavelength (λ fl ), quantum yield (Φ fl ), and spirocyclization equilibrium constant (pK cycl) obtained for compounds 1 to 4. In the table, HMSiR (650) is a compound having the following structure, and each value is S. Uno, M. Kamiya, T. Yoshihara, K. Sugawara, K. Okabe, MC Tarhan, H. Fujita, Based on T. Funatsu, Y. Okada, S. Tobita, et al., Nat. Chem. 2014, 6, 681-9.
Figure 2018140971
Figure 2018140971

この結果、リソソーム内pHに相当するpH 4.0−5.0の範囲で化合物1は100%開環体を示すため大きな吸収を持ち強蛍光性を示すが、一方、化合物3や化合物4は2つのpKcyclが近接していることから100%開環体で存在するpHが存在せず、比較的弱い蛍光しか示さないことがわかった。また、化合物2は生理的pH7.4付近では無色無蛍光の閉環構造で存在するが、それに加え最大吸収波長が大きく短波長化しているため、化合物1の最大吸収波長で励起した場合、より蛍光が抑制されることが示された。 As a result, in the range of pH 4.0-5.0 corresponding to the pH in lysosome, Compound 1 exhibits 100% ring-opened body and thus has large absorption and strong fluorescence, whereas Compound 3 and Compound 4 are The close proximity of the two pK cycls revealed that there was no pH present in 100% ring-opened form and only relatively weak fluorescence was shown. Compound 2 is present in a colorless and non-fluorescent closed ring structure near physiological pH 7.4, but in addition to that, the maximum absorption wavelength is greatly shortened, so that when excited at the maximum absorption wavelength of Compound 1, it becomes more fluorescent. Was shown to be suppressed.

3.蛍光プローブの酵素アッセイ
本発明の蛍光プローブである化合物2にγ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)を添加して蛍光強度変化を測定した。結果を図5に示す。図中の矢印はGGTの添加時間を示す。
実験条件:
共溶媒として0.1 %のDMSOを含む2.5 mlの0.2 M リン酸ナトリウム緩衝液に化合物2(gGlu-HMJSiR)を1μMになるよう溶解し、阻害剤を加えた実験においてはさらに10μMのGGsTopを添加した。37 ℃に保った溶液をマグネチックスターラーで攪拌し、蛍光強度を測定した。ネガティブコントロール以外の実験では、測定開始から30秒後に5 mUのGGTを添加した。662 nmでの蛍光強度を合計1800秒間測定し、経過時間の関数としてプロットした。 励起波長は637 nmで、スリット幅は、励起・蛍光ともに5.0 nm、光電子増倍管電圧は700 Vであった。GGTのみを加えた実験終了後に濃塩酸を数滴加えてpHを5に調整し、蛍光強度を再度測定しpH変化による蛍光増大率を算出した。
3. Enzyme assay of fluorescent probe γ-glutamyltranspeptidase (GGT) was added to compound 2 which is the fluorescent probe of the present invention, and the change in fluorescence intensity was measured. The results are shown in FIG. The arrow in the figure indicates the GGT addition time.
Experimental conditions:
Compound 2 (gGlu-HMJSiR) was dissolved to a concentration of 1 μM in 2.5 ml of 0.2 M sodium phosphate buffer containing 0.1% DMSO as a cosolvent, and 10 μM GGsTop was further added in the experiment in which an inhibitor was added. . The solution maintained at 37 ° C. was stirred with a magnetic stirrer, and the fluorescence intensity was measured. In experiments other than negative control, 5 mU GGT was added 30 seconds after the start of measurement. The fluorescence intensity at 662 nm was measured for a total of 1800 seconds and plotted as a function of elapsed time. The excitation wavelength was 637 nm, the slit width was 5.0 nm for both excitation and fluorescence, and the photomultiplier tube voltage was 700 V. After the experiment in which only GGT was added, several drops of concentrated hydrochloric acid were added to adjust the pH to 5, and the fluorescence intensity was measured again to calculate the fluorescence increase rate due to pH change.

その結果、化合物2はGGTの基質となり、この反応はGGTの阻害剤であるGGsTopの存在によって抑制されることが示された。pH 7.4の系中では蛍光増大率は145倍程度だったが、30分間酵素と反応させた後系のpHを5に下げたところ、蛍光はさらに5倍程度増大し、合計での蛍光増大率は700倍以上に達した。この結果は、本発明の蛍光プローブである化合物2は、近赤外領域である662nmの蛍光応答として生細胞におけるGGTの存在を検出できることを示すものである。   As a result, it was shown that compound 2 became a substrate for GGT, and this reaction was suppressed by the presence of GGsTop, an inhibitor of GGT. In the pH 7.4 system, the fluorescence increase rate was about 145 times, but after reacting with the enzyme for 30 minutes, when the pH of the system was lowered to 5, the fluorescence increased further by about 5 times, and the total fluorescence increase rate Reached over 700 times. This result shows that Compound 2, which is the fluorescent probe of the present invention, can detect the presence of GGT in living cells as a fluorescence response of 662 nm in the near infrared region.

4.生細胞イメージング
γ-グルタミルトランスペプチダーゼ(GGT)活性が異なる4種のがん細胞に化合物2(gGlu-HMJSiR)を適用し、生細胞イメージングを行った。具体的にはGGT活性が高いとの報告があるSHIN3 ヒト卵巣がん由来細胞、A549 ヒト肺がん由来細胞、およびGGT活性が低いとの報告があるH226 ヒト肺がん由来細胞、NMuMG正常マウス乳腺上皮細胞を用いた。結果を図6に示す。スケールバーは100 μmを表す。
4). Live cell imaging Compound 2 (gGlu-HMJSiR) was applied to 4 types of cancer cells with different γ-glutamyltranspeptidase (GGT) activities, and live cell imaging was performed. Specifically, SHIN3 human ovarian cancer-derived cells, A549 human lung cancer-derived cells with high GGT activity, and H226 human lung cancer-derived cells with low GGT activity, NMuMG normal mouse mammary epithelial cells Using. The results are shown in FIG. The scale bar represents 100 μm.

化合物2の適用5分後に共焦点蛍光顕微鏡で観察したところ、SHIN3とA549から強い蛍光が観察され、H226とNMuMGからはかなり弱い蛍光しか観察されなかった。また、SHIN3とA549から観察された蛍光はGGT阻害剤であるGGsTopを同時に適用することで抑制されたことから、蛍光応答は、これら細胞において発現したGGTと本発明の蛍光プローブである化合物2との反応に基づくものであることが示された。   When observed with a confocal fluorescence microscope 5 minutes after the application of Compound 2, strong fluorescence was observed from SHIN3 and A549, and only very weak fluorescence was observed from H226 and NMuMG. In addition, since the fluorescence observed from SHIN3 and A549 was suppressed by simultaneously applying GGT inhibitor GGsTop, the fluorescence response was expressed by GGT expressed in these cells and compound 2 which is the fluorescent probe of the present invention. It was shown to be based on the reaction of

次に、化合物2がGGTと反応した際に、γ-グルタミル基されて生成する化合物1の細胞内局在を調べるため、LysoTracker Greenとの共染色実験を行った。結果を図7に示す。スケールバーは5 μmを表す。
実験条件:
1 μMの化合物2を適用後5分間インキュベートしたSHIN3細胞に、50 nMのLysoTracker Greenを添加し、直ちに共焦点蛍光顕微鏡により2色で蛍光画像を取得した。
Next, a co-staining experiment with LysoTracker Green was performed in order to investigate the intracellular localization of Compound 1 produced by γ-glutamyl group when Compound 2 reacted with GGT. The results are shown in FIG. The scale bar represents 5 μm.
Experimental conditions:
50 nM LysoTracker Green was added to SHIN3 cells incubated for 5 minutes after application of 1 μM compound 2, and fluorescence images were acquired in two colors immediately using a confocal fluorescence microscope.

2色イメージングの結果、緑・赤の両チャンネルにおいて観察された蛍光はよく共局在した。これは、化合物2がGGTと反応することで化合物1を生成し、化合物1は細胞内ではリソソーム内に集積することで低pH環境において、蛍光強度がさらに増大することを示している。   As a result of two-color imaging, the fluorescence observed in both the green and red channels colocalized well. This shows that Compound 2 reacts with GGT to produce Compound 1, and that Compound 1 accumulates in the lysosome in the cell, thereby further increasing the fluorescence intensity in a low pH environment.

5.卵巣がん腹膜播種モデルマウスを用いたin vivoイメージング
化合物2を用いて、腹膜転移を有するモデルマウスの腸間膜における蛍光スペクトルイメージングを行った。
5. In vivo imaging using ovarian cancer peritoneal seeding model mouse Compound 2 was used to perform fluorescence spectrum imaging in the mesentery of a model mouse having peritoneal metastasis.

実験条件:
蛍光スペクトルイメージングは、SHIN3細胞を腹腔内播種したマウスモデルを用いて行った。SHIN3播種モデルマウスは、7〜8週齢の雌のヌードマウスに300μlのPBS(-) 中に懸濁した2×106個のSHIN3細胞を腹腔内注射することによって樹立した。 腹膜播種が約1 mmの大きさに達する、注射7〜10日後に実験を行った。ケタミン(2 mg/匹)およびキシラジン(0.2 mg/匹)の腹腔内注射によってマウスを麻酔し、腹部の皮膚を1 cm程度切開した。腸を切開部から引き出し、黒いゴム板に載せ腸間膜を広げた。 100 μlのPBS(-) に溶解した化合物2の溶液(100μM)を広げた腸間膜に滴下した。蛍光画像は、MaestroTM Ex In-Vivo Imaging System (CRi Inc.) を用いて、blue-filter setting (excitation, 435 to 480 nm; emission, 490 nm long-pass) と yellow-filter setting (excitation, 576 to 621 nm; emission, 635 nm long-pass)を用い、プローブ滴下前後に撮影した。660 nmの波長を切り出した。
Experimental conditions:
Fluorescence spectrum imaging was performed using a mouse model in which SHIN3 cells were seeded intraperitoneally. SHIN3-seeded model mice were established by intraperitoneal injection of 2 × 10 6 SHIN3 cells suspended in 300 μl of PBS (−) into 7-8 week old female nude mice. Experiments were performed 7-10 days after injection when peritoneal seeding reached a size of about 1 mm. The mice were anesthetized by intraperitoneal injection of ketamine (2 mg / animal) and xylazine (0.2 mg / animal), and the abdominal skin was incised about 1 cm. The intestine was pulled out from the incision and placed on a black rubber plate to spread the mesentery. A solution of Compound 2 (100 μM) dissolved in 100 μl of PBS (−) was dropped onto the spread mesentery. Fluorescent images, Maestro TM Ex In-Vivo Imaging using System (CRi Inc.), blue- filter setting (excitation, 435 to 480 nm; emission, 490 nm long-pass) and yellow-filter setting (excitation, 576 to 621 nm; emission, 635 nm long-pass). A wavelength of 660 nm was cut out.

結果を図8に示す。化合物2の滴下5分後には腸間膜上の微小がんが蛍光描出できており、蛍光強度は60分間上昇を続けた。投与5分後でも、腸間膜上の小さな腫瘍は、バックグラウンドから十分なコントラストを持って観察できた。なお、バックグラウンドは、主に腸内に残っていたアルファルファを含む糞便からの自己蛍光であり、ヒトへの適用においては問題とならない。   The results are shown in FIG. Five minutes after the addition of Compound 2, a minute cancer on the mesentery was visualized with fluorescence, and the fluorescence intensity continued to rise for 60 minutes. Even 5 minutes after administration, small tumors on the mesentery could be observed with sufficient contrast from the background. The background is mainly autofluorescence from stool containing alfalfa remaining in the intestine, and does not cause a problem in human application.

6.皮下腫瘍モデルマウスを用いたを用いたin vivoイメージング
化合物2が生体のより深部に存在する腫瘍をイメージング可能であること、またin vivoにおいて異なるGGT活性強度を区別可能であることを検証するため、皮下腫瘍のモデルマウスモデルを作成して蛍光イメージングを行った。モデルマウスにはGGT活性が強いA549細胞と、GGT活性が弱いH226細胞の二種類のがん細胞を注射し、異なるGGT活性を持つ腫瘍を一個体に作成した。
6). In vivo imaging using a subcutaneous tumor model mouse In order to verify that Compound 2 is capable of imaging tumors deeper in the living body and that different GGT activity intensities can be distinguished in vivo, A mouse model of subcutaneous tumor was created and fluorescence imaging was performed. Two types of cancer cells, A549 cells with strong GGT activity and H226 cells with weak GGT activity, were injected into model mice, and tumors with different GGT activities were created in one individual.

実験条件:
皮下腫瘍モデルマウスは、7週齢の雌ヌードマウスにPBS(-)100 μl中に懸濁した5×106個のA549細胞および1.5×107個のH226細胞を皮下注射することによって作成した。A549細胞をマウスの左腹頭側に注射し、H226細胞を約1 cm尾側に離れた場所に注射した。両方の腫瘍の長辺が約5 mmに達した注射7日後に実験を行った。マウスをケタミン(2 mg /匹)およびキシラジン(0.2 mg /匹)の腹腔内注射で麻酔した。 PBS(-)で希釈した1 mM の化合物2溶液40 μlを各腫瘍に腫瘍内注射し、IVIS Lumina XR in vivo imagerを用いて、化合物2注射前、注射直後、注射後5分後から75分まで5分おき、および120分後に蛍光画像を取得した。
Experimental conditions:
Subcutaneous tumor model mice were created by subcutaneously injecting 7 × 10 female nude mice with 5 × 10 6 A549 cells and 1.5 × 10 7 H226 cells suspended in 100 μl of PBS (−). . A549 cells were injected into the left flank of the mice, and H226 cells were injected approximately 1 cm away from the caudal side. Experiments were performed 7 days after the injection when the long sides of both tumors reached approximately 5 mm. Mice were anesthetized with an intraperitoneal injection of ketamine (2 mg / animal) and xylazine (0.2 mg / animal). 40 μl of 1 mM Compound 2 solution diluted with PBS (-) was injected intratumorally into each tumor, and 75 minutes after I2 Lumina XR in vivo imager before Compound 2 injection, immediately after injection, and 5 minutes after injection Fluorescence images were acquired every 5 minutes until and 120 minutes later.

結果を図9に示す。各々の腫瘍内に化合物2を腫瘍内注射したところ、蛍光シグナルは、A549細胞由来の腫瘍においては注射直後でも既に検出可能であり、実験時間の間増加し続けた。H226細胞由来の腫瘍からの蛍光は比較的弱く、注射15分後に初めて検出が可能となった。この結果は、培養細胞イメージングにおいて検出されたGGT活性の差異とよく一致した。    The results are shown in FIG. When compound 2 was injected intratumorally into each tumor, the fluorescent signal was already detectable in the A549 cell-derived tumors immediately after injection and continued to increase during the experimental time. The fluorescence from tumors derived from H226 cells was relatively weak and became detectable only 15 minutes after injection. This result was in good agreement with the difference in GGT activity detected in cultured cell imaging.

以上の結果は、本発明の蛍光プローブによって、生体内においてもペプチダーゼを発現する微小がんを高感度かつ速やかに近赤外領域の蛍光応答として検出できること実証するものである。   The above results demonstrate that the microprobe expressing the peptidase can be detected with high sensitivity and speed as a fluorescence response in the near infrared region even in vivo by the fluorescent probe of the present invention.

Claims (18)

以下の式(I)で表される化合物又はその塩を含む、ペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ:
Figure 2018140971
〔式中、
Xは、Si(R)(R)を表し(ここで、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、又はアルキル基を表す);
Yは、C-Cアルキレン基を表し、当該アルキレン基はハロゲン原子又はハロアルキルで置換されていてもよく;
は、水素原子、シアノ基、それぞれ置換されていてもよいアルキル基、カルボキシル基、エステル基、アルコキシ基、アミド基、及びアジド基よりなる群から独立に選択される1〜4個の同一又は異なる置換基を表し;
は、Rと一緒になって、それらが結合する窒素原子及び炭素原子を含む5〜8員のヘテロ環構造を形成し;
は、Rと一緒になって、それらが結合する窒素原子及び炭素原子を含む5〜8員のヘテロ環構造を形成し;
、R、R及びRは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、アルキル基、スルホ基、カルボキシル基、エステル基、アミド基、又はアジド基を表し;
10は、アミノ酸由来のアシル残基を表す。〕
A fluorescent probe for detecting peptidase activity, comprising a compound represented by the following formula (I) or a salt thereof:
Figure 2018140971
[Where,
X represents Si (R a ) (R b ) (where R a and R b each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group);
Y represents a C 0 -C 3 alkylene group, and the alkylene group may be substituted with a halogen atom or haloalkyl;
R 1 is 1 to 4 identically independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, a cyano group, an optionally substituted alkyl group, a carboxyl group, an ester group, an alkoxy group, an amide group, and an azide group. Or represents a different substituent;
R 2 together with R 3 forms a 5-8 membered heterocyclic structure containing the nitrogen and carbon atoms to which they are attached;
R 4 together with R 5 forms a 5-8 membered heterocyclic structure containing the nitrogen and carbon atoms to which they are attached;
R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxyl group, an alkyl group, a sulfo group, a carboxyl group, an ester group, an amide group, or an azide group;
R 10 represents an amino acid-derived acyl residue. ]
とRが一緒になって形成する前記ヘテロ環構造が6員環であり、RとRが一緒になって形成する前記ヘテロ環構造が6員環である、請求項1に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。 The heterocyclic structure formed by R 2 and R 3 taken together is a 6-membered ring, and the heterocyclic structure formed by R 4 and R 5 taken together is a 6-membered ring. The fluorescent probe for detecting peptidase activity as described. 及びRが、いずれもC-Cアルキル基である、請求項1又は2に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。 The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to claim 1 or 2, wherein R a and R b are both C 1 -C 4 alkyl groups. 、R、R及びRが、いずれも水素原子である、請求項1〜3のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。 The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of claims 1 to 3, wherein R 6 , R 7 , R 8 and R 9 are all hydrogen atoms. 前記ペプチダーゼが、γ-グルタミルトランスペプチダーゼ、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPP−IV)、又はカルパインである、請求項1〜4のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。   The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of claims 1 to 4, wherein the peptidase is γ-glutamyltranspeptidase, dipeptidylpeptidase IV (DPP-IV), or calpain. 10が、γ-グルタミル基である、請求項1に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。 The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to claim 1, wherein R 10 is a γ-glutamyl group. 10が、プロリン残基を含む、請求項1に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。
R 10 comprises proline residues, peptidase activity detecting fluorescent probe of claim 1.
式(I)で表される化合物が以下の構造を有する、請求項1に記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブ。
Figure 2018140971
The fluorescent probe for detecting peptidase activity according to claim 1, wherein the compound represented by formula (I) has the following structure.
Figure 2018140971
請求項1〜8のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを含む、がん診断用組成物。   A cancer diagnostic composition comprising the fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of claims 1 to 8. がん外科治療又はがん検査に用いる請求項9に記載のがん診断用組成物。   The composition for cancer diagnosis of Claim 9 used for a cancer surgical treatment or a cancer test | inspection. 前記がん外科治療又はがん検査が、開創手術、鏡視下手術、又は内視鏡検査である請求項10に記載のがん診断用組成物。   The cancer diagnostic composition according to claim 10, wherein the cancer surgical treatment or cancer examination is a wound surgery, an endoscopic surgery, or an endoscopic examination. 請求項1〜8のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを用いて、特定のペプチダーゼが発現している標的細胞を検出又は可視化する方法。   A method for detecting or visualizing a target cell in which a specific peptidase is expressed, using the fluorescent probe for detecting a peptidase activity according to any one of claims 1 to 8. 前記蛍光プローブと前記標的細胞とを生体外において接触させる工程;及び、前記標的細胞において特異的に発現するペプチダーゼと前記蛍光プローブとの反応による蛍光応答を観測する工程を含むことを特徴とする、請求項12に記載の方法。   A step of contacting the fluorescent probe with the target cell in vitro; and a step of observing a fluorescent response due to a reaction between the peptidase specifically expressed in the target cell and the fluorescent probe, The method of claim 12. 蛍光イメージング手段を用いて前記蛍光応答を観測することを含む、請求項13に記載の方法。   14. The method of claim 13, comprising observing the fluorescence response using a fluorescence imaging means. 前記標的細胞が、癌細胞である、請求項12に記載の方法。   The method according to claim 12, wherein the target cell is a cancer cell. 標的細胞において特異的に発現するペプチダーゼと請求項1〜8のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブとの反応による蛍光応答を観測するための蛍光イメージング手段を備える、装置。   An apparatus comprising fluorescence imaging means for observing a fluorescence response due to a reaction between a peptidase specifically expressed in a target cell and the fluorescent probe for detecting a peptidase activity according to any one of claims 1 to 8. 前記装置が内視鏡又はin vivo蛍光イメージング装置である、請求項16に記載の装置。   The apparatus of claim 16, wherein the apparatus is an endoscope or an in vivo fluorescence imaging apparatus. 請求項1〜8のいずれかに記載のペプチダーゼ活性検出用蛍光プローブを含むキット。   A kit comprising the fluorescent probe for detecting peptidase activity according to any one of claims 1 to 8.
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