| Project/Area Number |
23K23408
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| Project/Area Number (Other) |
22H02140 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 35020:Polymer materials-related
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
西村 智貴 信州大学, 学術研究院繊維学系, 助教 (60648070)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,790,000 (Direct Cost: ¥8,300,000、Indirect Cost: ¥2,490,000)
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| Keywords | イオンチャネル / ブロックポリマー / 自己組織化 / ベシクル / 人工イオンチャネル / ブロックコポリマー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、両親媒性ブロックポリマーを基盤として、細胞機能の制御に欠かせないイオンチャネルの創出を目指す。本研究の計画は、まず、イオン親和性を付与した両親媒性ブロックポリマーを合成する。その後、 ポリマーをリポソーム(モデル生体膜)と混合し、組み込み能やドメイン形成の確認とその構造解析を行う。また、ナトリウムやカリウムなどのイオンチャネル能の評価を行う。さらに、細胞にポリマー集合体を添加し、カリウムイオン流入による細胞死誘導からチャネル能を評価する。加えて、くすりとしての機能評価として細胞死誘導による担がんマウスでの抗腫瘍効果の評価を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2年目の研究計画では、前年度で得た両親媒性ブロックポリマーが、リン脂質膜上に組み込まれ、ドメインを形成するか確認すると共に、そのドメインがイオンチャネル能を有するか評価を行うことを予定していた。ポリマーのリン脂質膜への組み込みおよびドメイン形成の確認は、前年度合成したポリマーとrhodamineで標識したポリマーを混合し、モデル生体膜のリポソームに組み込んだ後、共焦点顕微鏡観察を行った。その結果、リポソーム膜上にrhodamine由来の蛍光シグナルが観察できたことから、ポリマーがリポソームに組み込み可能であることが判明した。まだ、ポリマーは均一に分布せず、ポリマーリッチなドメインを形成していることも明らかになった。また、このドメインの詳細な構造を把握するために中性子散乱測定も実施した。次に、ドメインを形成したポリマーのイオンチャネル能の評価を行った。ポリマーを組み込んだリポソーム内にpHインジケーターであるヒドロキシピレントリスルホン酸を封入し、LiOH, NaOH, KOH, RbOHなどを添加し、イオン透過能の評価を行ったところ、すべてのイオンに対して透過することが判明した。特に、K+イオンの透過速度が、他のイオンに対して最も高いことを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、当初の予定通り、前年度で得た両親媒性ブロックポリマーが、リン脂質膜上に組み込まれ、ドメインを形成するか確認すると共に、そのドメインがイオンチャネル能を有するか評価を行った。その結果、合成したポリマーは、リポソームに組み込まれドメインを形成していること、また、そのドメインはイオンチャネルとして機能することも明らかになったことから、当初の計画通り、研究計画が遂行できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、ポリマーからなる人工イオンチャネルの機能評価として、がん細胞への組み込みに伴うアポトーシス誘導や担がんマウスでの抗腫瘍効果の評価、毒性評価などを実施していく予定である。
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