| Project/Area Number |
22K19576
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 55:Surgery of the organs maintaining homeostasis and related fields
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
森田 直樹 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 総括研究主幹 (60371085)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐原 健彦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (40357166)
芳賀 早苗 北海道大学, 保健科学研究院, 特任講師 (60706505)
尾崎 倫孝 北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (80256510)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 深部がん分子標的療 / 近赤外光 / NIR-II / NIR-II応答型遺伝子プロモーター |
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| Outline of Research at the Start |
長波長領域の近赤外光（短波赤外光領域）の波長900-1400nmの光(NIR-II)は可視光領域(400-780nm)、近赤外光領域 (780-900nm、NIR-I)の光に比べて生体組織による光吸収が少なく透過性に優れ生体内深部まで到達可能で細胞傷害性も低いが、NIR-IIを直接利用した生体内分子の光操作の研究は進んでいない。本研究では、NIR-IIに応答する遺伝子プロモーターの探索、同プロモーターを利用した細胞死誘導タンパク質の誘導発現とその腫瘍細胞への効果を細胞レベル及び動物レベルで検証する。外部から照射するNIR-II単独で組織内比較的深部の微小がん病変を直接攻撃できるシンプルで非侵襲的な新規がん治療法のための基盤技術を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
短波赤外光領域の波長900（1000）-1400nmの光（NIR-II）は、生体内深部まで到達可能で細胞傷害性も低いことが知られているが、NIR-IIを直接利用した生体内分子の光操作の研究は進んでいない。本研究では、NIR-IIに直接応答する新たな遺伝子の探索を行い、光操作にて生体内深部がん治療に応用可能かどうかを研究する。具体的には、出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）及び微細緑藻クラミドモナス（Chlamydomonas reinhardii）を用いて、NIR-IIに応答する遺伝子プロモーターの探索、同プロモーターを利用した細胞死誘導タンパク質の誘導発現とその腫瘍細胞への効果を細胞レベル及び動物レベルで検証することを目的とする。
納入された近赤外照明の照射方法を検討し、2つの近赤外照明をフラスコを挟むように配置し、自然光が入らないインキュベーターの中でNIR-IIを照射することとした。
また、出芽酵母及びクラミドモナスの野生株の培養条件、RNAサンプルを調製する細胞の検討を行った。出芽酵母は30℃、クラミドモナスは25℃で培養し、出芽酵母はOD600が1.0、クラミドモナスはOD680が1.0まで培養した。近赤外照射用のインキュベーターにフラスコごと移した後、サンプリングした（0 h）。その後、出芽酵母及びクラミドモナスに近赤外照射し、6時間後に再びサンプリングした。サンプリングしたした細胞は、 RNA later処理を施した後、各々凍結保存した。その後、それぞれの細胞からRNA抽出を行い、RNA-seq解析中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）、微細緑藻クラミドモナス（Chlamydomonas reinhardii）の野生株を用い、対数増殖期後期の細胞に1050nmの光を照射を行い、経時的（1h、4h、8h、24h）に細胞をサンプリングし、RNA-seq 解析を行う予定であった。しかし、近赤外照明の納入が遅れたため、NIR-II 照射を照射した細胞の調製が予定通りできなくなってしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）、微細緑藻クラミドモナス（Chlamydomonas reinhardii）の野生株を用い、対数増殖期後期の細胞に1050nmの光を照射を行い、経時的（1h、4h、8h、24h）に細胞をサンプリングし、RNA-seq 解析を行う。得られた遺伝子発現データは、対象群（照射前サンプル）の遺伝子発現データと比較することによって、発現変動する遺伝子情報を取得する。顕著に発現が亢進された遺伝子については、NIR-II 照射によって発現が亢進された遺伝子のプロモーター領域をゲノム情報より取得し、レポーターアッセイにより、取得したプロモーターが NIR-II照射による発現誘導性を示すことを確認する。
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