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2016 Fiscal Year Annual Research Report

遺伝子を刺激する磁性ナノ粒子の創製と血管形成療法への応用

Research Project

Project/Area Number 15F15030
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

大矢根 綾子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (50356672)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) QUAZI TANMINUL HAQUE SHUBHRA  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2015-04-24 – 2017-03-31
Keywordsリン酸カルシウム / DNA / 遺伝子導入 / 過飽和溶液 / ナノコンポジット / トランスフェクション / 磁性粒子 / マグネトフェクション
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、細胞への遺伝子導入機能と磁性を併せ示すDNA-磁性酸化鉄-リン酸カルシウム複合粒子を創製することを目的とする。研究代表者らはこれまでに、認可済みの医療用輸液を原料とする、安全性に優れたDNA-リン酸カルシウム複合層の合成技術を開発してきた。本研究では、この合成技術を利用し、磁性酸化鉄とDNAを複合担持させたリン酸カルシウム複合粒子を合成し、in vitroおよびin vivo機能評価を行った。
平成28年度は、昨年度の基礎研究において獲得した合成指針を参考に、DNA(ルシフェラーゼのcDNAを含むプラスミド)および種々の濃度の磁性酸化鉄ナノ粒子(フェルカルボトラン)を添加したリン酸カルシウム過飽和溶液を用いて、DNA-磁性酸化鉄-リン酸カルシウム複合粒子を合成した。過飽和溶液への酸化鉄添加濃度が、得られる複合粒子のサイズ、表面ゼータ電位、酸化鉄およびDNA担持量に与える影響を明らかにし、細胞への遺伝子導入機能を最大化するための複合粒子の合成条件を見出した。最適化された複合粒子はサブミクロンサイズの大きさを持ち、合成後30分以内は分散状態を維持した。また、同複合粒子は、アモルファスリン酸カルシウムよりなるマトリックス中に多数の酸化鉄ナノ粒子を内包し、磁石の作用下において細胞への遺伝子導入機能を向上させた。さらに、マウス一過性脳虚血モデルを用いた予備的な動物実験を実施し、生体内における磁気ターゲティング応用の可能性について検討した。統計的処理に十分な数のデータは得られていないものの、複合粒子のin vivo磁気ターゲティング機能を示唆する予備的な結果が認められた。
得られた複合粒子は、注射による生体内投与の可能なサイズ・分散性を持ち、遺伝子導入機能だけでなく、磁気ターゲティング機能を併せ示すと考えられることから、局所遺伝子治療用導入剤としての応用が期待される。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Calcium Phosphate Nanoparticles Prepared from Infusion Fluids for Stem Cell Transfection: Process Optimization and Cytotoxicity Analysis2017

    • Author(s)
      Quazi T.H. Shubhra, *A. Oyane, H. Araki, M. Nakamura and H. Tsurushima,
    • Journal Title

      Biomater. Sci.

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1039/C6BM00870D

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Gene Delivery Using Magnetic Calcium Phosphate Nanoparticles Prepared from Medicinal Solutions2017

    • Author(s)
      Quazi T.H. Shubhra, A. Oyane, H. Araki, M. Nakamura,and H. Tsurushima
    • Organizer
      日本セラミックス協会2017年年会
    • Place of Presentation
      日本大学駿河台キャンパス(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2017-03-17 – 2017-03-19
  • [Presentation] リン酸カルシウム系足場材料の設計・構築と再生医療応用2017

    • Author(s)
      大矢根綾子
    • Organizer
      技術情報協会セミナー
    • Place of Presentation
      技術情報協会(東京都品川区)
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Invited
  • [Presentation] 元素を利用したリン酸カルシウムの組成・構造制御とバイオメディカル応用2017

    • Author(s)
      大矢根綾子
    • Organizer
      元素ブロック高分子材料の創出 第5回合同修士論文発表会
    • Place of Presentation
      京都リサーチパーク(京都府京都市)
    • Year and Date
      2017-03-04
    • Invited
  • [Presentation] Gene Delivery Using Calcium Phosphate Nanoparticles Prepared from Infusion Fluids: Process Optimization and Comparison with Commercial Systems2016

    • Author(s)
      Quazi T.H. Shubhra, A. Oyane, H. Araki, M. Nakamura,and H. Tsurushima
    • Organizer
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      広島大学東広島キャンパス(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [Presentation] 過飽和溶液を利用したリン酸カルシウム形成技術とバイオメディカル応用2016

    • Author(s)
      大矢根綾子
    • Organizer
      第37回数理の翼夏季セミナー
    • Place of Presentation
      ゆずりはら青少年自然の家(山梨県上野原市)
    • Year and Date
      2016-08-17
    • Invited

URL: 

Published: 2019-12-27  

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