| Project/Area Number |
22K19902
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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 90:Biomedical engineering and related fields
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
Kamimura Masao 東京理科大学, 先進工学部機能デザイン工学科, 准教授 (80706888)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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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 | ナノ粒子 / 近赤外光 / フォトサーマル効果 / TRPチャネル / COVID-19 / 細胞操作 / 感覚器操作 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、生体に非侵襲な近赤外光に応答して味細胞膜のタンパク質を活性化できるナノ粒子デバイスを新規に開発し、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）による味覚障害を回復させる革新的治療法を開発することを目的とする。本研究提案ではまず、「近赤外光に応答して発熱し、生分解性を有する高分子ナノ粒子」を開発する。つぎに、このナノ粒子を用いて、味細胞の温度応答性イオンチャネルを非侵襲かつ遠隔的に操作し、ナトリウムイオンの流入を促進することによって、味細胞の機能を活性化し、味覚を回復させる技術を開発することに取り組む。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this research, we developed nanoparticles that generate heat (photothermal effect) in response to near-infrared light and activate temperature-sensitive ion channels on cell membranes that are also involved in taste, providing basic knowledge for treatments that restore taste. The prepared photothermal nanoparticles exhibited excellent biocompatibility, biodegradability, and photothermal effects. These also bound to TRPV1, a typical temperature-sensitive ion channel on the cell membrane, and promoted the influx of sodium ions into neurons and increasing the membrane potential under near-infrared irradiation. Based on these results, it is expected that the photothermal nanoparticles developed in this research can be applied to activate nerve cells including taste cells.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
新型コロナウイルス感染者の後遺症などにみられる味覚・嗅覚障害は、その症状が長期間に渡って残る場合もあり、味覚・嗅覚障害を治療する技術の開発が社会的にも強く期待されている。ナノ粒子を用いた医用生体材料はこれまでにも、低分子薬物などの既往技術では難しかったさまざまな治療技術を可能にしてきた。本研究で開発した技術についても、生体に害のないナノ粒子材料と光照射を用いることによって、患者の体に副作用がない安全な治療が実現できることが期待できる。
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