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ナノマテリアルの細胞内ADMEに関する数理モデルの構築

Publicly Offered Research

Project AreaEstablishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
Project/Area Number 25136712
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

吉岡 靖雄  大阪大学, 微生物病研究所, 特任准教授(常勤) (00392308)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywordsナノマテリアル / 細胞内動態 / 数理モデル
Outline of Annual Research Achievements

近年、粒子径100nm以下の素材であるナノマテリアルが、医療・食品・工業など様々な分野における画期的素材として汎用されつつあるものの、世界的にナノ毒性に対する安全性懸念が高まっている。特に最も肝心な、安全性・動態情報は未だ乏しい。そこで本研究では、粒子径・表面物性の異なる様々なナノマテリアルを用い、1粒子の細胞内動態を経時的に観察することで、細胞内動態情報のモデル化を試みた。平成25年度には、斜光照明顕微鏡により、粒子径300nmおよび1000nmのシリカ粒子と比べ、粒子径70nmのナノサイズの粒子であるnSP70は細胞内で素早く運動していることを見出した。さらに、これら粒子がエンドサイトーシスで取り込まれているが、細胞内でエンドソームは微小管に依存して運動していることが知られている。そこで平成26年度には、粒子径により細胞内挙動が異なるメカニズムの解明を目指し、エンドソームへの内包が粒子の挙動に与える影響の評価を試みた。ヒト肺胞癌細胞株(A549細胞)に、蛍光修飾された粒子径の異なる非晶質シリカを添加し、細胞内における局在をエンドソームマーカーの免疫染色により解析した。その結果、サブミクロンサイズの粒子は初期/後期エンドソームへの局在が多く認められるのに対し、ナノサイズのnSP70は後期エンドソームやリソソームへの局在が認められた。次に、エンドソームの細胞内輸送に重要である微小管が、粒子の運動に与える影響を評価した。その結果、微小管の重合阻害剤であるノコタゾールにより、微小管の機能を阻害することで、nSP70の細胞内運動の抑制が認められた。以上の結果から、エンドソームは異なるサイズの粒子を内包することで成熟過程が変化し、ナノサイズの粒子は成熟の進んだエンドソームが示す微小管依存的な能動運動により、細胞内を輸送されている可能性が考えられた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013

All Presentation (10 results)

  • [Presentation] The basic analysis for the evaluation of nanomaterials’ excretion.2014

    • Author(s)
      Ishimoto R., Yoshioka Y., Aoyama M., Tsunoda S., Higashisaka K., Tsutsumi Y.
    • Organizer
      Federation of Asian Pharmaceutical Associations Congress 2014
    • Place of Presentation
      Sabah (Malaysia)
    • Year and Date
      2014-11-09 – 2014-11-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Size effects of gold nanoparticles on the tissue distribution and retention.2014

    • Author(s)
      Yamaguchi M., Yoshioka Y., Takahashi H., Hirai T., Yamashita F., Tsunoda S., Hashida M., Higashisaka K., Tsutsumi Y.
    • Organizer
      Federation of Asian Pharmaceutical Associations Congress 2014
    • Place of Presentation
      Sabah (Malaysia)
    • Year and Date
      2014-11-09 – 2014-11-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Distribution of gold nanoparticles to the breast milk in mice.2014

    • Author(s)
      Takimura Y., Yoshioka Y., Morishita Y., Namba Y., Shimizu Y., Yamashita F., Tsunoda S., Hashida M., Higashisaka K., Tsutsumi Y.
    • Organizer
      Federation of Asian Pharmaceutical Associations Congress 2014
    • Place of Presentation
      Sabah (Malaysia)
    • Year and Date
      2014-11-09 – 2014-11-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノマテリアルの細胞内挙動の理解に向けた基礎的解析2014

    • Author(s)
      青山道彦, 吉岡靖雄, 新井由之, 石本里緒, 永井健治, 東阪和馬, 堤 康央
    • Organizer
      第30回日本DDS学会
    • Place of Presentation
      東京都港区
    • Year and Date
      2014-07-30 – 2014-07-31
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Intranasal exposure to amorphous nanosilica particles could activate intrinsic coagulation cascade and platelets in mice2014

    • Author(s)
      Yoshioka Y., Yoshida T., Hirai T., Tsunoda S., Higashisaka K., Tsutsumi Y.
    • Organizer
      NANOTOX 2014
    • Place of Presentation
      Antalya (Turkey)
    • Year and Date
      2014-04-23 – 2014-04-26
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 1粒子追跡法を用いたナノマテリアルの細胞内挙動に関する基礎的解析2014

    • Author(s)
      青山道彦, 吉岡靖雄, 新井由之, 石本里緒, 角田慎一, 永井健治, 東阪和馬, 堤 康央
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] プロテインコロナに着目したナノ・サブナノマテリアルの安全性に関する基礎評価2013

    • Author(s)
      青山道彦, 吉岡靖雄, 山下浩平, 平 茉由, 角田慎一, 東阪和馬, 堤 康央
    • Organizer
      第40回日本毒性学会学術年会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境中微粒子曝露による脳疾患の発症・悪化に関する基礎的検討~ナノ銀の経鼻曝露による脳内移行性の定量評価~2013

    • Author(s)
      田中康太, 東阪和馬, 永野貴士, 國枝章義, 岩原有希, 畑 勝友, 角田慎一, 吉岡靖雄, 堤 康央
    • Organizer
      第40回日本毒性学会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 安全で魅力的な化粧品の開発に向けたナノ安全科学研究Part 1~サブナノ銀の経皮体内動態解析~2013

    • Author(s)
      吉岡靖雄, 吉田徳幸, 平井敏郎, 三里一貴, 高橋秀樹, 市橋宏一, 角田慎一, 東阪和馬, 堤 康央
    • Organizer
      第38回日本香粧品学会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Pharmacodynamics of nanoparticles in living cells and body2013

    • Author(s)
      Yasuo Yoshioka
    • Organizer
      新学術領域第二回国際シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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