糖鎖改変技術を利用したバイオ輸送システム

• Project Area: Molecular Science for Nanomedicine
• Project/Area Number: 26107719
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: 岩崎 泰彦 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (90280990)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000); Fiscal Year 2015: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2014: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
• Keywords: 糖鎖改変 / マクロファージ / 核酸アプタマー / 表面改質 / 細胞捕捉 / 血中循環腫瘍細胞 / 免疫治療 / クリック反応 / 糖鎖 / 表面修飾 / ヒドロゲル / 細胞接着 / DDS / セレクチン / PSGL-1 / 遊走

Outline of Annual Research Achievements

本研究は細胞種に由来する特異性を活かした疾病治療を可能にするポリマーマテリアルの創出を目的として企画された。具体的には，研究期間において①糖鎖改変技術により免疫細胞の表面を核酸アプタマーを修飾し，この免疫細胞で特定の癌細胞を選択的に捕捉すること，②細胞膜の糖タンパク質を担持したナノマテリアルを調製し，これを医療展開するための要素技術を集積すること，について検討した。
①では，癌細胞の表面に過剰発現しているprotein tyrosine kinase 7 (PTK-7)に対して特異的に結合する核酸アプタマー(sgc8)を免疫細胞の表面に修飾した．糖鎖の生合成経路を介しマウスマクロファージ（RAW264.7）の表面にメタクリロイル基を誘導した．続いて，末端をチオール化したsgc8(sgc8-SH)と光ラジカル誘導剤(Eosin-Y)を添加し，可視光線を10分間照射した．
RAW264.7の表面に修飾したsgc8をAlexa Fluor 488でラベル化された相補鎖を作用させることにより確認した．PTK-7を過剰発現しているヒト白血病細胞(CCRF-CEM)を穏やかに振盪しながら30分間接触させた．ネイティブの細胞やManM(-)の表面にはほとんどCCRF-CEM細胞が認められないのに対し，ManM(+)には多くのCCRF-CEM細胞が粘着していることが認められた．一部の粘着したCCRF-CEM細胞がRAW264.7細胞に貪食されることも認められた．
②では，白血球細胞由来の膜タンパク質P-セレクチン糖タンパク質リガンド-1(PSGL-1)と水溶性ポリマーの複合体を調製し，この複合体による活性化血管内皮細胞のターゲッティングを試みた。

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。

Research Products

• [Journal Article] Thiolated-2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine protectedsilver nanoparticles as novel photo-induced cell-killing agents (2016)
  • Author(s): Arunee Sangsuwan, Hideya Kawasaki and Yasuhiko Iwasaki
  • Journal Title: Colloids Surf., B Volume: 140 Pages: 128-134
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2015.12.037
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Optical Properties of 2-Methacryloyloxyethyl Phosphorylcholine-protected Au4 Nanoclusters and Their Fluorescence Sensing of C-reactive Protein (2015)
  • Author(s): J. Yoshimoto, A. Sangsuwan, I. Osaka, K. Yamashita, Y. Iwasaki, M. Inada, R. Arakawa, and H. Kawasaki
  • Journal Title: J. Phys. Chem. C Volume: 119 Issue: 25 Pages: 14319-14325
  • DOI: 10.1021/acs.jpcc.5b03934
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Stabilization of DNA Structures with Poly(ethylene sodium phosphate) (2015)
  • Author(s): Rui Moriyama, Yasuhiko Iwasaki and Daisuke Miyoshi
  • Journal Title: J. Phys. Chem. B Volume: 119 Issue: 36 Pages: 11969-11977
  • DOI: 10.1021/acs.jpcb.5b03787
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Surface engineering of macrophages with nucleic acid aptamers for circulating tumor cell capture (2015)
  • Author(s): Shunsuke Sugimoto, Rui Moriyama, Takeshi Mori and Yasuhiko Iwasaki
  • Journal Title: Chem. Commun. Volume: 51 Issue: 98 Pages: 17428-17430
  • DOI: 10.1039/c5cc06211j
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 細胞表面の改質技術 (2015)
  • Author(s): 岩崎泰彦
  • Journal Title: 高分子 Volume: 10 Pages: 657-662
• [Journal Article] Label-free detection of C-reactive protein using highly dispersible gold nanoparticles synthesized by reducible biomimetic block copolymers (2014)
  • Author(s): Yasuhiko Iwasaki, Toshihiro Kimura, Masaki Orisaka, Hideya Kawasaki, Tatsuro Goda, Shinichi Yusa
  • Journal Title: Chemical Communications Volume: 未定 Issue: 42 Pages: 5656-5658
  • DOI: 10.1039/c4cc01855a
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Generation of Singlet Oxygen by Photoexcited Au_<25>(SR)_<18> Clusters (2014)
  • Author(s): H. Kawasaki, S. Kumar, G. Li, C. Zeng, D. Kauffman, J. Yoshimoto, Y. Iwasaki, R. Jin
  • Journal Title: Chem. Mater Volume: 26 Issue: 9 Pages: 2777-2788
  • DOI: 10.1021/cm500260z
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Preparation of Biointeractive Glycoprotein-Conjugated Hydrogels through Metabolic Oligosacchalide Engineering (2014)
  • Author(s): Y. Iwasaki, A. Matsunaga , S. Fujii
  • Journal Title: Bioconjugate Chem. Volume: 25 Issue: 9 Pages: 1626-1631
  • DOI: 10.1021/bc5003295
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 糖鎖改変技術による細胞表面の修飾と機能化 (2014)
  • Author(s): 岩﨑泰彦
  • Journal Title: バイオマテリアル Volume: 32 Pages: 111-119
• [Presentation] Control of selectin-mediated cell adhesion on glycoprotein-conjugated matrices (2015)
  • Author(s): Yasuhiko Iwasaki
  • Organizer: Pacifichem 2015
  • Place of Presentation: Honolulu, HA, USA
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 血中循環癌細胞を捕捉するための核酸アプタマー修飾マクロファージ (2015)
  • Author(s): 杉本駿介, 森健, 岩﨑泰彦
  • Organizer: 第25回日本MRS年次大会
  • Place of Presentation: 横浜市開港記念会館, 神奈川
  • Year and Date: 2015-12-08
• [Presentation] 核酸アプタマーを細胞膜に修飾したマクロファージの貪食活性 (2015)
  • Author(s): 杉本駿介, 森健, 岩崎泰彦
  • Organizer: 第64回高分子討論会
  • Place of Presentation: 東北大学, 宮城
  • Year and Date: 2015-09-15
• [Presentation] Photo trradiation-assisted preparation of biointeractive PC surfaces (2015)
  • Author(s): Yasuhiko Iwasaki
  • Organizer: ICBZM 2015
  • Place of Presentation: University of Washington, WA, USA
  • Year and Date: 2015-08-13
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 核酸アプタマーを修飾したマクロファージの癌細胞捕捉 (2015)
  • Author(s): 杉本駿介, 森山塁, 森健, 岩﨑泰彦
  • Organizer: 第44回医用高分子シンポジウム
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所 臨海副都心センター, 東京
  • Year and Date: 2015-07-27
• [Presentation] 血中循環がん細胞と結合する核酸アプタマーを修飾した免疫細胞の作製 (2015)
  • Author(s): 杉本駿介, 森山塁, 森健, 岩﨑泰彦
  • Organizer: 第64回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター，北海道
  • Year and Date: 2015-05-27
• [Presentation] Design of mammalian cell-mediated biomaterials (2015)
  • Author(s): Yasuhiko Iwasaki
  • Organizer: International Biomaterials Symposium at Clemson University
  • Place of Presentation: Clemson University, SC, USA
  • Year and Date: 2015-04-20
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Cell surface engineering for exploring glycoprotein-conjugated materials (2015)
  • Author(s): Y. Iwasaki
  • Organizer: The 6th Taiwan-Japan Symposium on Nanomedicine
  • Place of Presentation: Academia Sinica, Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 2015-01-08 – 2015-01-09
• [Presentation] Biointeractive surfaces bearing mammalian carbohydrates (2014)
  • Author(s): Y. Iwasaki
  • Organizer: 3rd Nagoya Biomimetics International Symposium
  • Place of Presentation: WINC Aichi, Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2014-10-31
  • Invited
• [Presentation] 天然糖複合化リン脂質ナノ粒子の調製と分子認識 (2014)
  • Author(s): 松永 安希,藤井 秀悦, 岩﨑泰彦
  • Organizer: 第63回高分子討論会
  • Place of Presentation: 長崎大学, 長崎
  • Year and Date: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [Presentation] Preparation of polymer-glycoprotein bioconjugates and their molecular recognition (2014)
  • Author(s): Y. Iwasaki
  • Organizer: 2014 ISOMRM
  • Place of Presentation: Chang Gung University, Tao-Yuan, Taiwan
  • Year and Date: 2014-08-27 – 2014-08-29
  • Invited
• [Presentation] 細胞由来糖鎖を担持したリン脂質ポリマーの分子認識能 (2014)
  • Author(s): 松永安希, 岩﨑泰彦
  • Organizer: 第60回高分子研究発表会（神戸）
  • Place of Presentation: 兵庫県民会館, 神戸
  • Year and Date: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [Presentation] 光反応による動物細胞表面へのポリマー修飾 (2014)
  • Author(s): 杉本駿介, 岩﨑泰彦
  • Organizer: 第60回高分子研究発表会（神戸）
  • Place of Presentation: 兵庫県民会館, 神戸
  • Year and Date: 2014-07-24 – 2014-07-25
• [Presentation] Surface modulation of carbohydrate ligands on cells Using Polymerization technique (2014)
  • Author(s): Y. Iwasaki
  • Organizer: CIMTEC 2014
  • Place of Presentation: Montecatini Terme, Italy
  • Year and Date: 2014-06-15 – 2014-06-19
  • Invited
• [Presentation] 多分岐PEGによる動物細胞の表面修飾 (2014)
  • Author(s): 杉本駿介, 藤井秀悦, 岩﨑泰彦
  • Organizer: 第63回高分子学会年次大会
  • Place of Presentation: 名古屋国際会議場, 愛知
  • Year and Date: 2014-05-28 – 2014-05-30
• [Book] Biomaterials Nanoarchitectonics (2016)
  • Author(s): Yasuhiko Iwasaki
  • Total Pages: 362
  • Publisher: Elsevier
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: http://biomat.chemmater.kansai-u.ac.jp/index.html
• [Remarks] 研究室webページ
  • URL: http://www.chemmater.kansai-u.ac.jp/biomat/