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機能性生体分子を配向した光触媒ナノ粒子の創製とその医療応用

Research Project

Project/Area Number 18650143
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Medical systems
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

清水 宣明  Kanazawa University, 環日本海域環境研究センター, 教授 (50019634)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荻野 千秋  神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00313693)
東田 陽博  金沢大学, 医学系研究科, 教授 (30093066)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywords二酸化チタン / 超音波照射 / OHラジカル / アポトーシス / 固定化 / 生体分子 / がん細胞 / 超音波 / ラジカル分子 / がん治療 / ポリアクリル酸 / 二酸化チタン内包リポソーム / 細胞死 / DDS
Research Abstract

我々は光触媒(二酸化チタン)に超音波を照射すると極めて酸化力の強いOHラジカルが高濃度に生成する現象を報告した。この「二酸化チタン、超音波触媒法」にてラジカルを発生させれば,皮膚組織などの表層部位だけでなく臓器深部の腫瘍組織においても有効な治療が可能となり,非侵襲的な新規がん治療法を開発できる。この非侵襲的かつ臓器機能温存型の「新規がん治療法」を開発するための基盤技術として,「腫瘍細胞を特異的に認識する機能性光触媒ナノ粒子」を作製することが本研究の目的である。二酸化チタンはその等電点が中性付近にあり,表面処理を行わずに体内に投与した場合,ナノ粒子が容易に凝集する可能性がある。特に血中投与では様々なタンパク質との相互作用など,不確定な要素も数多く存在する。このため本研究では粒子表面をポリアクリル酸で修飾し,静電的相互作用でナノ粒子を水溶液中で安定に分散させた。これを用いて二酸化チタン濃度変化によるがん細胞膜損傷効果を検討した。超音波を照射しない場合,二酸化チタン添加による乳酸脱水素酵素活性のわずかな増大が認められた。これと比較して,二酸化チタシを添加後に超音波照射を行うと,二酸化チタン濃度に比例して細胞からの乳酸脱水素酵素漏出が有意に増大した。この結果は,二酸化チタン、超音波触媒法による細胞膜損傷が二酸化チタンから生成するOHラジカルに起因する可能性を示唆する。さらに培養液中に二酸化チタン粒子を添加後,生細胞数の経時変化に対する超音波照射の影響を調べた。二酸化チタン粒子添加のみでは細胞は正常に増殖するのに対し,二酸化チタン粒子添加後に超音波を照射すると生細胞数が約50%にまで減少し,その後の増殖も完全に抑制された。またナノ粒子表面のカルボキシル基を用いて各種抗体やGFPなどのタンパク質の修飾も行えることを確認し,がん細胞を認識する二酸化チタンナノ粒子作製の基礎を確立できた。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2007 2006 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] 二酸化チタン・超音波触媒法によるOHラジカルの生成と溶存希ガスの促進効果2007

    • Author(s)
      清水 宣明, 荻野 千秋, 藤平敦司
    • Journal Title

      超音波テクノ 19(4)

      Pages: 39-44

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Journal Article] 二酸化チタン・超音波触媒法による細胞死誘導2007

    • Author(s)
      高木圭子, 荻野千秋, 清水宣明
    • Journal Title

      超音波テクノ (印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] ナノテクノロジーによる新規がん治療法2006

    • Author(s)
      清水宣明, 荻野千秋, 高木圭子, 山岸紗弥花, 野瀬律子
    • Journal Title

      最新医学 特集がん領域におけるドラックデリバリーシステム(DDS) 61(6)

      Pages: 1075-1083

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Sonocatalytic facilitation of hydroxyl radical generation in the presence of Tio_2

    • Author(s)
      Shimizu, N., Ogino, C., Dadjour, M.F., Ninomiya, K., Fujihira, A., Sakiyama, K.
    • Journal Title

      Ultrason.Sonochem, (掲載決定)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ultrasonic facilitation of OH radical generation in the presence of TiO_22007

    • Author(s)
      Shimizu, N., Ogino, C., Farshbaf-Dadjour, M.
    • Organizer
      International Symposium on Sonochemistry and Sonoprocessing 2007
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of biomolecule-immobilized Ti02 nanoparticle for applying to new cell in juring method with ultrasound irradiation2007

    • Author(s)
      Ogino, C., Sasai, R., Sonoke, S., Kuroda, S., Shimizu, N.
    • Organizer
      International Symposium on Sonochemistry and Sonoprocessing 2007
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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