イオン性物質の細胞膜透過理論の確立と高効率細胞導入への応用
| Project/Area Number |
21J15365
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
大松 照政 (2021) 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Research Fellow |
大松 照政 (2022) 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 脂質二分子膜 / リン脂質小胞 / 膜透過機構 / イオン濃縮 / イオン透過 / イオン分配 / 対イオン / 共存イオン / 電気分析化学 / ボルタンメトリー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，カチオンとアニオンの液液界面の分配理論を，脂質二分子膜 (BLM) へと拡張し，BLM 内のイオン濃度に着目した，細胞膜における物質の膜透過を統一的に表す膜透過理論の構築を目標とする．リポソームを用いたカチオンとアニオンの抽出によって，イオンの BLM への分配定数および BLM 内のイオン濃度を実験的に評価し，膜透過電流－膜透過蛍光強度同時測定法によって測定したイオン透過速度との比較を行うことで，この膜透過理論を立証する．さらに，構築した理論をリン脂質小胞への導入法等に応用する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，カチオンとアニオンの脂質二分子膜への分配に注目した，脂質二分子膜を介したイオン性分子の膜透過理論を構築し，その理論をリン脂質小胞へのイオン性物質の導入に応用することを目的としている．本年度は，前年度に構築したイオン性物質の脂質二分子膜透過理論に基づく，リン脂質小胞へのイオン性物質の濃縮法の開発を目指した．
前年度に，カチオンとアニオンが同時に脂質二分子膜へと分配し，その膜内でのイオン濃度がイオン性物質の膜透過速度を決定することに基づくイオン性物質の膜透過理論を構築し，実験的に証明した．この理論から，対イオンの濃度を調節することにより，リン脂質小胞へのイオン性分子の自己濃縮が実現できると考えた．
本年度は，リン脂質小胞へのカチオン性蛍光物質であるローダミン 6G の濃縮を，共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した．リン脂質小胞の内部水相のアニオンの濃度に対し，過剰量のアニオンを外部水相に添加すると，カチオン性蛍光物質が小胞内部へと自己濃縮することが明らかになった．対イオンとして過塩素酸イオンを用いると，ローダミン 6G の内部水相の濃度は，外部水相の濃度に対し 2.5 倍となった．さらに，前年度に構築したイオンの膜透過速度を表す理論式を基に，ベシクルにカチオン性蛍光分子の濃縮を説明する理論式を導いた． 本研究で示された対イオンの濃度勾配を駆動力とするイオン性物質の濃縮は，前処理や後処理を必要としないリポソーム製剤の調製への応用が期待される．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
