Development of cell-penetrating nanotube with hydrophilic and hydrophobic patterned surface for antigen delivery

• Project/Area Number: 16K01391
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Biomedical engineering/Biomaterial science and engineering
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: WAKU TOMONORI 京都工芸繊維大学, 分子化学系, 助教 (30548699)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2017: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
• Keywords: ペプチド / ナノチューブ / 自己組織化 / ドッグデリバリーシステム / ドラッグデリバリーシステム / ナノ会合体 / ドラックデリバリーシステム / 両親媒性 / 環状ペプチド / 免疫

Outline of Final Research Achievements

The cyclic peptides consisting of eight amino acid residues with alternating sequence of hydrophilic and hydrophobic groups were synthesized. The cyclic peptides formed fibrous nanostructures in water/organic mixed solvents. The exchange of dispersant to water induced morphological change to sphere. These nanostructures had hydrophobic region on their surface and were taken up by dendritic cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ナノ材料は、薬物および遺伝子のデリバリーなどの生医学分野において利用されている。ナノ材料表面の親疎水性バランスは、細胞との相互作用に影響を与える。本研究で作製した親水部と疎水部を表面に併せ持つナノ会合体は、新たなデリバリーキャリアとして有用であり、医療の発展に貢献しうるものと考えられれる。

Research Products

• [Journal Article] Effect of the Hydrophilic-Hydrophobic Balance of Antigen-Loaded Peptide Nanofibers on Their Cellular Uptake, Cellular Toxicity, and Immune Stimulatory Properties (2019)
  • Author(s): Waku Tomonori、Nishigaki Saki、Kitagawa Yuichi、Koeda Sayaka、Kawabata Kazufumi、Kunugi Shigeru、Kobori Akio、Tanaka Naoki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 20 Issue: 15 Pages: 3781-3781
  • DOI: 10.3390/ijms20153781
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Morphological transformation of peptide nanoassemblies through conformational transition of core-forming peptides (2019)
  • Author(s): Waku, T., Hirata, N., Nozaki, M., Nogami, K.,
  • Journal Title: Polymers Volume: 1 Issue: 1 Pages: 39-39
  • DOI: 10.3390/polym11010039
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Preparation of Nanoparticles Composed of Egg White Protein and their Application for Cell Adhesion Control (2018)
  • Author(s): 和久 友則, 金丸 佳央理, 廣山 慶是, 佐々木 るりほ, 森本 直也, 田中 直毅
  • Journal Title: KOBUNSHI RONBUNSHU Volume: 75 Issue: 1 Pages: 61-68
  • DOI: 10.1295/koron.2017-0070
  • NAID: 130006320133
  • ISSN: 0386-2186, 1881-5685
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 卵殻膜ペプチドを修飾した電界紡糸ポリマーナノファイバーの作製と細胞培養基板への応用 (2019)
  • Author(s): 吉川貴士・和久友則・田中直毅
  • Organizer: 日本化学会第99春季年会
• [Presentation] 線維長の制御されたペプチドナノファイバーの作製と抗原ペプチドデリバリーへの応用 (2019)
  • Author(s): 西山魁人・小枝清花・和久友則・田中直毅
  • Organizer: 日本化学会第99春季年会
• [Presentation] 線維長の制御されたペプチドナノファイバーの作製と抗原デリバリーへの応用 (2018)
  • Author(s): 小枝清花・和久友則・田中直毅
  • Organizer: 第40回日本バイオマテリアル学会大会
• [Presentation] 卵白アルブミン分泌シグナペプチドが形成するノ粒子によるアミロイド線維抑制 (2018)
  • Author(s): 和田愛以・和久友則 ・田中直毅
  • Organizer: 第40回日本バイオマテリアル学会大会
• [Presentation] PEG化卵白タンパク質ナノ粒子によるタンパク質異常凝集抑制 (2018)
  • Author(s): 濱脇大河・和田愛以・和久友則 ・田中直毅
  • Organizer: 第67回高分子学会年次大会
• [Presentation] 抗原デリバリーへの応用を指向した細胞内環境応答性ペプチドナノファイバーの設計 (2018)
  • Author(s): 竹嶋紗織・小枝清花・和久友則・田中直毅
  • Organizer: 第67回高分子学会年次大会
• [Presentation] 両親媒性表面をもつペプチドナノ集合体の作製と細胞との相互作用評価 (2018)
  • Author(s): 西郷知樹、和久友則、田中直毅
  • Organizer: 日本化学会第97春季年会