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光増感剤修飾分子を用いたPCI の分子科学

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Science for Nanomedicine
Project/Area Number 26107711
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

大槻 高史  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80321735)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2015: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords核酸 / RNA / エンドソーム / 光増感剤 / アポトーシス
Outline of Annual Research Achievements

細胞内で機能する医薬は、自発的に細胞内に侵入するものでない限り、キャリアによって細胞内まで届ける必要がある。キャリアによって細胞内に医薬や生理活性物質を細胞内に導入する際に しばしば問題となるのが、導入した物質のエンドソーム内トラップである。この問題の解決策の1つにPhotochemical internalization (PCI)法がある。これは、光照射によりエンドソームに溜まってしまった物質をエンドソーム外(細胞質内)に放出させる方法である。 この方法で利用される物質として、光増感剤を付加した細胞内侵入性分子(光応答コンジュゲート)が挙げられる。しかしながら、現在、PCIの成否に関わる光増感剤の性質はまだ明らかではなく、光応答コンジュゲートの設計指針も確立していない。そこで本研究では、まず、PCI法における光照射によるエンドソーム破壊機構の解明に取り組んだ。光増感剤からの一重項酸素生成、熱生成、蛍光放射に加え、スーパーオキシドの生成等についても調べ、それぞれの光応答反応がどのくらいの割合でエンドソーム破壊に寄与しているかを調べた。結果として、最も関係するのは一重項酸素の生成であることが分かり、そのことは一重項酸素クエンチャーを用いた研究においても確認された。 また、一重項酸素の短寿命の割には長い時間をかけてエンドソーム膜破壊が起こること、エンドソーム破壊までの間にpH上昇がみられること、などを明らかにした(Ohtsuki et al, Scientific Reports, 2015)。また、効率よくPCIを起こす光応答コンジュゲートの設計指針についても検討した。光増感剤を付加するペプチド上の位置はCPPと逆側(C末)の方がよかった。光増感剤の近傍配列として好ましい配列も分かってきた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Enhanced cellular uptake of lactosomes using cell-penetrating peptides2016

    • Author(s)
      Akahoshi, A., Matuura, E., Ozeki, E., Matsui, H., Watanabe, K., Ohtsuki, T.
    • Journal Title

      Sci. Technol. Adv. Mater.

      Volume: 17

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The molecular mechanism of photochemical internalization of cell penetrating peptide-cargo-photosensitizer conjugates2015

    • Author(s)
      Takashi Ohtsuki, Shunya Miki, Shouhei Kobayashi, Tokuko Haraguchi, Eiji Nakata, Kazutaka Hirakawa, Kensuke Sumita, Kazunori Watanabe, Shigetoshi Okazaki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Issue: 1 Pages: 18577-18577

    • DOI

      10.1038/srep18577

    • NAID

      120005844166

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 光化学的に細胞質内に侵入するペプチド分子の設計2015

    • Author(s)
      大槻高史
    • Journal Title

      月刊 化学工業

      Volume: 66 Pages: 34-39

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Novel leucine zipper motif-based hybrid peptide delivers functional peptide cargo inside cells.2015

    • Author(s)
      Hakata, Y., S. Tsuchiya, H. Michiue, T. Ohtsuki, H. Matsui, M. Miyazawa, and M. Kitamatsu
    • Journal Title

      Chem. Comm.

      Volume: 51 Issue: 2 Pages: 413-416

    • DOI

      10.1039/c4cc07459a

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Photo-dependent protein biosynthesis using a caged aminoacyl-tRNA.2014

    • Author(s)
      Akahoshi, A., Doi, Y., Sisido, M., Watanabe, K., Ohtsuki, T.
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 24

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Losing the stem-loop structure from metazoan mitochondrial tRNAs and co-evolution of interacting factors.2014

    • Author(s)
      Watanabe, Y., Suematsu, T. and Ohtsuki T.
    • Journal Title

      Frontiers in Genetics

      Volume: 5 Pages: 109-109

    • DOI

      10.3389/fgene.2014.00109

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Photosensitizing peptides and proteins for photochemical internalization2015

    • Author(s)
      Takashi Ohtsuki, Shunya Miki, Hayato Fujiwara, Mizuki Kitamatsu, Kazutaka Hirakawa, Shigetoshi Okazaki, Kazunori Watanabe
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii
    • Year and Date
      2015-12-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 可視光および近赤外光による細胞内RNA導入の局所的誘導2015

    • Author(s)
      大槻高史、白神かおり、渡邉和則
    • Organizer
      BMB2015
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2015-12-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 光を用いた細胞内への物質導入2015

    • Author(s)
      大槻 高史
    • Organizer
      新学術領域研究「ナノメディシン分子科学」+「超高速バイオアセンブラ」合同若手の会
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2015-10-31
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] アポトーシスの光誘導法の開発2015

    • Author(s)
      藤原 隼人・畑地 祐里・北松 瑞生・渡邉 和則・大槻 高史
    • Organizer
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2015-09-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ケージドアミノアシル tRNA を用いたタンパク質合成の光制御2015

    • Author(s)
      神崎 重人・赤星 彰也・渡邉 和則・大槻 高史
    • Organizer
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2015-09-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Design of photosensitizing peptide molecules for photochemical internalization2015

    • Author(s)
      Takashi Ohtsuki, Hayato Fujiwara, Yuri Hatachi, Mizuki Kitamatsu, Kazunori Watanabe
    • Organizer
      The 6th Taiwan-Japan Symposium on Nanomedicine
    • Place of Presentation
      Taipei
    • Year and Date
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] PCI法におけるエンドソーム脱出機構の解明2014

    • Author(s)
      三木 駿也, 澄田 憲祐, 渡邉 和則, 平川 和貴, 岡崎 茂俊, 大槻 高史
    • Organizer
      第 37 回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CLIP-RNAi法で高効率にRNAiを起こす多環状RNAの開発2014

    • Author(s)
      村上 真一, 渡邉 和則, 大槻 高史
    • Organizer
      第 37 回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2014-11-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光増感剤と高分子ミセルを用いたRNAデリバリーキャリアの設計2014

    • Author(s)
      井野川翔一、渡邊和則、小関英一、松浦栄次、大槻高史
    • Organizer
      第36回バイオマテリアル学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光化学的に細胞質内に侵入するペプチド分子の設計2014

    • Author(s)
      大槻 高史・藤原 隼人・畑地 祐里・北松 瑞生・渡邉 和則
    • Organizer
      光化学討論会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内で蛍光を発する低分子RNA追跡ツールの設計2014

    • Author(s)
      渡邊和則・三好 祐一・佐藤 奈央子・森本 一弘・樫田 啓・浅沼 浩之・大槻 高史
    • Organizer
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CLIP-RNAi法における多環状RNAの設計と開発2014

    • Author(s)
      村上真一・渡邉 和則・大槻 高史
    • Organizer
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光増感反応によるエンドソーム脱出機構の解明2014

    • Author(s)
      三木駿也・澄田 憲祐・渡邉 和則・平川 和貴・岡崎 茂俊・大槻 高史
    • Organizer
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 光誘導RNAi法 (CLIP-RNAi) の3次元細胞集合体への応用2014

    • Author(s)
      岩崎慎也、渡邉和則、中澤浩二、大槻高史
    • Organizer
      第2回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] Nanotechnology Tools for the Study of RNA (Chapter 4を担当)2016

    • Author(s)
      Watanabe, K., Ohtsuki, T.
    • Total Pages
      208
    • Publisher
      Elsevier
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Book] Fundamental Biomedical Technology (Chapter 19を担当)2014

    • Author(s)
      Watanabe K. and Ohtsuki T.
    • Total Pages
      479
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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