| Project/Area Number |
20K15316
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | National Institute for Materials Science (2022)
The University of Tokyo (2020-2021) |
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Principal Investigator |
YAMAMOTO Shota 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 研究員 (10785075)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | ナノ粒子 / 上皮成長因子 / アポトーシス / がん細胞 / メカノバイオロジー / シグナル伝達 / ナノ粒子複合体 / バイオ分析 / 光制御 |
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| Outline of Research at the Start |
細胞増殖を促す上皮成長因子のナノ粒子への固定化は、生体分子本来の機能を変調してシグナル伝達を制御する機能を与え、正反対の細胞死を引き起こす。そのため上皮成長因子担持ナノ粒子は新たな抗がん剤となる可能性を秘めている。そこで本研究では、細胞内動態のイメージングと応答場の制御を両立できる光機能化上皮成長因子担持ナノ粒子を開発し、特異的細胞応答の制御機構を探究する。この研究を通して、ナノ粒子複合体を用いたシグナル伝達の選択的活性化の制御法を提案し、がん細胞選択的で高活性かつ低副作用のナノ粒子抗がん剤の開発を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
Epidermal growth factor (EGF) induces cell proliferation upon binding to EGF receptor on plasma membranes. However, EGF becomes to induce apoptosis upon conjugation to gold nanoparticle. These facts suggest the possible applications of EGF-conjugates for anti-cancer therapy. In this study, we studied the cell-type selective apoptotic responses to demonstrate the potential of the nanoparticle conjugate as a new anti-cancer drug. EGF-conjugates showed apoptotic activity against cancer cells with high EGFR expression levels, while they had no cytotoxic effect against normal cells regardless of EGFR expression levels. These facts suggest the possible applications of EGF-conjugates for therapeutic purposes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
上皮成長因子(EGF)担持ナノ粒子はがん細胞のアポトーシスを誘導するため、新たな抗がん剤となる可能性を秘めているが、その詳しいメカニズムは明らかとなっていなかった。本研究では、EGFナノ粒子が獲得するアポトーシス誘導活性の作用機構の解析を行うことで、特異な応答の鍵を握る細胞内タンパク質やシグナル伝達経路を明らかにした。これは、EGFの新たな作用機構の発見であり学術的意義がある。さらに、構造を最適化することでがん細胞選択的に作用するナノ粒子の開発にも成功しており、将来的な医療応用へ役立つ可能性もあることから社会的意義もある。
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