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Acceleration of the development of safe and effective transfection methods by tissue optical clearing

Publicly Offered Research

Project AreaResonance Biology for Innovative Bioimaging
Project/Area Number 16H01431
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

麓 伸太郎  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (70380988)

Project Period (FY) 2016-06-30 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥11,050,000 (Direct Cost: ¥8,500,000、Indirect Cost: ¥2,550,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Keywords細胞・組織 / 組織透明化 / 可視化 / 空間分布 / 遺伝子導入法 / 酸化ストレス / リポソーム / 薬学 / 遺伝子DDS
Outline of Annual Research Achievements

我々は組織透明化により開発したDDSキャリアの組織中空間分布を評価することを想起し、リポソームなどのDDS製剤の評価法として適する組織透明化法として、脂質膜を保持しつつ、充分な透明化効率を発揮する新規組織透明化試薬Seebestを開発している。Seebestは脂溶性カルボシアニン色素DiIによる血管染色に対応し、脂質構造が電顕レベルで保持でき、リポソームの組織中空間分布も解析可能であるため、DDS評価に適することが示されている。さらに、pHも調整可能であり、ドキソルビシンの組織中空間分布評価を行い、pHを調整することで透明化中のドキソルビシンの組織からの漏出を抑えつつ、蛍光強度を高めることで、心臓、肝臓、腎臓において、細胞核に集積したドキソルビシンの可視化に成功した。
Seebestは組織透明化スピードも高く、有益な方法であるが、低波長域に光吸収、自家蛍光があることが問題であった。そこで、Seebestに用いるポリエチレンイミンの構造を改変することで、低波長域の光吸収および自家蛍光を低減し、DAPIによる核染色パフォーマンスを増大することができた。
Seebestでは、膜を保持するため、そのままでは抗体染色に対応できない。しかし、Seebestに浸漬した組織を洗浄し、薄切して抗体染色を行ったところ、チューブリンを観察できたことから、抗原性は保持していることが確認された。そこで、一度蛍光を観察した後、一部の色を抜き、透過処理を施して抗体染色した後、もう一度同じ箇所を観察する方法として、三次元光顕・光顕相関法(C2LM)を考案した。脂溶性カルボシアニン色素の洗浄と酸化ストレスマーカーCellROX deep redのフォトブリーチにより、一度観察した色を抜くことには成功したが、抗体の染色がうまくいかなかった。今後、さらに三次元抗体染色について検討を行う予定である。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (21 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Methods for Evaluating the Stimuli-Responsive Delivery of Nucleic Acid and Gene Medicines2017

    • Author(s)
      Fumoto S., Nishida K.
    • Journal Title

      Chemical and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 65 Issue: 7 Pages: 642-648

    • DOI

      10.1248/cpb.c17-00096

    • NAID

      130006772444

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effective intraperitoneal gene transfection system using nanobubbles and ultrasound irradiation2017

    • Author(s)
      Nishimura K, Fumoto S, Fuchigami Y, Hagimori M, Maruyama K, Kawakami S
    • Journal Title

      Drug Delivery

      Volume: 24 Issue: 1 Pages: 737

    • DOI

      10.1080/10717544.2017.1319433

    • NAID

      120006987434

    • Related Report
      2017 Annual Research Report 2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation methods for stimuli-responsive delivery of nucleic acid and gene medicines2017

    • Author(s)
      Fumoto S. Nishida K.
    • Journal Title

      Chem Pharm Bull

      Volume: 印刷中

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 医薬品評価のための新規組織透明化法2018

    • Author(s)
      麓 伸太郎
    • Organizer
      LIP.横浜 オープンイノベーションカンファレンスII
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      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Evaluation of transgene expression in brain using stabilized bubble lipopolyplexes with ultrasound irradiation in mice2017

    • Author(s)
      Yuki Fuchigami, Koki Ogawa, Shintaro Fumoto, Koyo Nishida, Masayori Hagimori, Shigeru Kawakami
    • Organizer
      International Symposium on Drug Delivery and Pharmaceutical Sciences: Beyond the History
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク(京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-09
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  • [Presentation] Seebest: Novel Tissue Optical Clearing Method Preserving Lipid Structure2017

    • Author(s)
      Shintaro Fumoto, Eriko Kinoshita, Shojiro Shimokawa, Naho Ohira, Hirotaka, Miyamoto, Shigeru Kawakami and Koyo Nishida
    • Organizer
      The 1st ABiS Symposium: Towards the Future of Advanced Bioimaging for Life Sciences
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • Year and Date
      2017-02-19
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハイドロダイナミクス法における遺伝子発現と酸化ストレスの組織中相対的空間分布の評価2017

    • Author(s)
      木下 瑛莉子、麓 伸太郎、下川 正二朗、大平 奈穂、宮元 敬天、西田 孝洋
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会 第17回シンポジウム
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  • [Presentation] 新規組織透明化法Seebestによる酸化ストレスの組織中空間分布の可視化2017

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      下川正二朗、麓伸太郎、木下瑛莉子、宮元敬天、川上茂、西田孝洋
    • Organizer
      第33回日本DDS学会学術集会
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  • [Presentation] 腎臓吸引圧法における吸引圧を施した腎臓での間質線維芽細胞特異的な遺伝子送達・発現2017

    • Author(s)
      大山奈津子、渕上由貴、麓伸太郎、萩森政頼、清水一憲、川上 茂
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第17回シンポジウム
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  • [Presentation] 腎臓へのin vivo遺伝子導入における遺伝子発現・送達の空間分布評価2017

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      大山奈津子、渕上由貴、川口真帆、萩森政頼、麓伸太郎、川上 茂
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      遺伝子・デリバリー研究会第17回夏期セミナー
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  • [Presentation] 組織透明化法Seebestにおける低波長域の観察可能深度の改善2017

    • Author(s)
      麓伸太郎、木下瑛莉子、下川正二朗、宮元敬天、川上茂、西田孝洋
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会第17回夏期セミナー
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  • [Presentation] 新規組織透明化法を利用した遺伝子ベクター評価法の開発2016

    • Author(s)
      木下瑛莉子、麓伸太郎、大平奈穂、宮元敬天、西田孝洋
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-12-03
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 生体適合性ナノバブル/遺伝子複合体と超音波照射を併用した担癌モデルマウスへの遺伝子導入法の評価2016

    • Author(s)
      牧野桜子、渕上 由貴、小川 昂輝、麓 伸太郎、萩森 政頼、川上 茂
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-12-03
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 肝臓への組織吸引圧法における薬物送達特性の評価2016

    • Author(s)
      原口綾奈、渕上 由貴、麓 伸太郎、萩森 政頼、川上 茂
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-12-03
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 組織透明化による組織内空間分布を利用した外部刺激応答性遺伝子導入システムの開発2016

    • Author(s)
      川上茂、西村光洋、小川 昂輝、大山奈津子、萩森 政頼、麓 伸太郎、渕上 由貴
    • Organizer
      第33回日本薬学会九州支部大会
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • Year and Date
      2016-12-03
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 負電荷を有する電荷制御ナノバブル/遺伝子複合体を用いた脳への遺伝子デリバーの評価2016

    • Author(s)
      小川 昂輝、渕上 由貴、麓 伸太郎、萩森 政頼、川上 茂
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会 第16回 夏期セミナー
    • Place of Presentation
      やすらぎ伊王島(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2016-09-12
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 腎臓吸引圧法では尿細管間質の線維芽細胞および血管内皮細胞に遺伝子導入される2016

    • Author(s)
      大山 奈津子、渕上 由貴、萩森 政頼、麓 伸太郎、川上 茂
    • Organizer
      遺伝子・デリバリー研究会 第16回 夏期セミナー
    • Place of Presentation
      やすらぎ伊王島(長崎県長崎市)
    • Year and Date
      2016-09-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 薬剤学研究室 (NUSP) HP

    • URL

      http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/dds/index-j.html

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      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 薬剤学研究室

    • URL

      http://www.ph.nagasaki-u.ac.jp/lab/dds/index-j.html

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体由来材料の透明化用試薬2018

    • Inventor(s)
      麓伸太郎、川上茂、西田孝洋
    • Industrial Property Rights Holder
      麓伸太郎、川上茂、西田孝洋
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 生体由来材料の透明化試薬2017

    • Inventor(s)
      麓伸太郎、川上茂、西田孝洋
    • Industrial Property Rights Holder
      麓伸太郎、川上茂、西田孝洋
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-030702
    • Filing Date
      2017-02-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-07-04   Modified: 2018-12-17  

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