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ガン細胞内での合成脂質の自己組織化制御と細胞死の制御

Publicly Offered Research

Project AreaChemical Approaches for Miscellaneous / Crowding Live Systems
Project/Area Number 18H04556
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

丸山 達生  神戸大学, 工学研究科, 教授 (30346811)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords自己組織化 / ペプチド / pH応答性 / 細胞選択的 / 抗ガン活性 / 細胞内pH / 低分子ゲル / 超分子 / 細胞内環境 / ガン細胞殺傷 / ペプチド脂質 / ガン細胞選択的殺傷 / 脂質 / 選択的細胞死
Outline of Annual Research Achievements

本研究では微小pHに応答し、ゲルを形成するペプチド脂質をあたかも薬のように用いるペプチド脂質の新たな利用法を提案・実証した。更には、ゲル化という従来の抗ガン剤とは大きく異なる作用機構を提示し、より低侵襲な抗ガン剤の開発に貢献できる可能性がある。ペプチド固相合成法を用いて微小pH応答性ペプチド脂質(C16-VVAEEE)を合成した。この微小pH応答性ペプチド脂質はpH 6.8の溶液中でのみゲルを形成することが明らかとなった。またpHが低くなるにつれて臨界ミセル濃度が低下することや、形成される二次構造体はランダムコイル由来のものからβ-シート由来のものに変化することが明らかとなった。次に、ヒト由来ガン細胞4種とヒト由来正常細胞であるMvE及びヒト由来無限増殖細胞であるHEK293を用いて細胞毒性試験を行うことで、微小pH応答性ペプチド脂質が細胞に与える毒性について検討を行った。各種細胞に投与し細胞種毎の生存率を測定したところHEK293の生存率が最も低かった。これらの細胞の細胞内pHを市販の細胞内pH測定キットを用いて測定したところ、HEK293の値が最も低いという結果になった。これらの結果から、細胞内pHの低いHEK293に対して高い細胞毒性を示したことが明らかとなり、細胞内pHと細胞毒性には相関関係があるということが示唆された。次に、炭素鎖の末端に蛍光物質が結合したペプチド脂質NBD-C12-VVAEEEとC16-VVAEEEを混合させて細胞に添加することで細胞によるペプチド脂質の取り込みが可視化を行った。共焦点レーザー顕微鏡の観察結果から、実際に細胞内に取り込まれていることが明らかとなった。以上の結果より、微小pH応答性ペプチド脂質を用いることで、細胞内低pH環境に応答して自己組織化し、この細胞を選択的に死滅させることに成功した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Intracellular self-assembly of supramolecular gelators to selectively kill cells of interest2020

    • Author(s)
      Tatsuo Maruyama, Witta Kartika Restu
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: - Issue: 8 Pages: 883-889

    • DOI

      10.1038/s41428-020-0335-8

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hydrogel formation by short D-peptide for cell-culture scaffolds2020

    • Author(s)
      Restu Witta Kartika、Yamamoto Shota、Nishida Yuki、Ienaga Hirotoshi、Aoi Takashi、Maruyama Tatsuo
    • Journal Title

      Materials Science and Engineering: C

      Volume: 111 Pages: 110746-110746

    • DOI

      10.1016/j.msec.2020.110746

    • NAID

      120006841709

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] One-Step Biotinylation of Cellulose Paper by Polymer Coating to Prepare a Paper-Based Analytical Device2019

    • Author(s)
      Kaneko Kazuki、Hara Manami、Nishino Takashi、Maruyama Tatsuo
    • Journal Title

      Analytical Chemistry

      Volume: 92 Issue: 2 Pages: 1978-1987

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.9b04373

    • NAID

      120006811103

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantification of azide groups on a material surface and a biomolecule using a clickable and cleavable fluorescent compound2019

    • Author(s)
      Rika Sakai, Hiroki Iguchi and Tatsuo Maruyama
    • Journal Title

      Rsc Advances

      Volume: 9 Issue: 8 Pages: 4621-4625

    • DOI

      10.1039/c8ra09421g

    • NAID

      120006599123

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Surface-functionalization of isotactic polypropylene via dip-coating with a methacrylate-based terpolymer containing perfluoroalkyl groups and poly(ethylene glycol)2019

    • Author(s)
      M. Hara, S. Kitahata, K. Nishimori, K. Miyahara, K. Tokuda, T. Nishino, T. Maruyama
    • Journal Title

      Polymer Journal

      Volume: 51 Issue: 5 Pages: 489-499

    • DOI

      10.1038/s41428-018-0164-1

    • NAID

      120006634672

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Short Oligopeptides for Biocompatible and Biodegradable Supramolecular Hydrogels2018

    • Author(s)
      Witta Kartika Restu, Yuki Nishida, Shota Yamamoto, Jun Ishii, Tatsuo Maruyama
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 34 Issue: 27 Pages: 8065-8074

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b00362

    • NAID

      120006489849

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 界面活性剤型ペプチド脂質による機能性ゲル2019

    • Author(s)
      丸山達生
    • Organizer
      第37回関西界面科学セミナー
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 超分子ポリマー形成に基づく革新的抗ガン活性の創成2019

    • Author(s)
      丸山達生
    • Organizer
      第68回高分子学会年会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 微小pH変化に応答する超分子ゲル化剤の毒性評価2018

    • Author(s)
      山本翔太, 西田雄貴, 森元智行, 丸山達生
    • Organizer
      第67回高分子学会年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 微小pH応答性超分子ゲル化剤を用いた新規ガン治療法の開発2018

    • Author(s)
      山本翔太, 西田雄貴, 森元智行, 丸山達生
    • Organizer
      化学工学会第50回秋季大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Novel anti-cancer treatment using tumor microenvironmental-responsive supramolecular gelator2018

    • Author(s)
      Shota YAMAMOTO, Yuki NISHIDA, Maruyama Tatsuo
    • Organizer
      12th SPSJ International Polymer Conference
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Tumor microenvironmental-responsive peptide as a novel anti-cancer drug2018

    • Author(s)
      Shota YAMAMOTO, Yuki NISHIDA, Maruyama Tatsuo
    • Organizer
      1st G'L'owing Polymer Symposium in KANTO
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ガン細胞選択的にゲル化・殺傷する超分子ゲル化剤の開発2018

    • Author(s)
      山本翔太, 西田雄貴, 丸山達生
    • Organizer
      第67回高分子討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ペプチド脂質2019

    • Inventor(s)
      丸山達生ら
    • Industrial Property Rights Holder
      日産化学工業株式会社、神戸大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-023025
    • Filing Date
      2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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