2015 Fiscal Year Research-status Report
脂質殻ナノ気泡の物理現象解明に基づく次世代超音波造影剤開発プラットフォーム
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15K01284
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
越山 顕一朗 大阪大学, 基礎工学研究科, 講師 (80467513)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和田 成生 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70240546)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 脂質殻 / リポソーム / 相変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ナノサイズの脂質殻ガス気泡(脂質殻ナノ気泡)の分子モデルを構築して平衡・非平衡分子動力学シミュレーションを行うことで，実験観察や連続体理論の適用が難しい脂質殻ナノ気泡の物理特性(物理パラメータ，圧力変動下での構造変化，組織化過程，脂質殻成分の違いによる特性変化)を明らかにする．さらに，それら分子シミュレーションから得られる物理特性データをデータベース化することにより，次世代超音波造影剤開発のためのin silicoプラットフォームを構築することを目的としている．本年度は，研究の基盤となる単一脂質分子成分による脂質殻ナノ気泡の粗視化分子モデルの開発に取り組んだ．脂質殻を構成する分子として，代表的な両親媒性リン脂質であるジパルミトイルフォスファチジルコリン(DPPC)分子を用いた．計算規模を考慮して力場には，いくつかの原子グループを一つの粒子としておく粗視化(CG)分子モデルを用いた．計算時間を考慮し，本年度は球殻形状に分子を配置した初期条件から，圧力・温度一定の熱力学状態への緩和のMDシミュレーションを行い，崩壊または安定化するかを解析した．その結果，負圧の下で形成した脂質殻ナノ気泡の正圧の下での崩壊に伴い，脂質殻形状が，球体ー楕円体ー座屈ー複数の折り畳みー円盤ーボール形状を経て最終的にベシクルを形成することがわかった．また，途中の複数の折り畳み構造がその後のベシクル形状に影響を与える可能性が示唆された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究開始前に十分な予備計算を行っていたため，研究計画通りに進捗した．
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，研究計画通りに，超音波下での脂質殻ナノ気泡のダイナミクスを解析するためのツールの開発，および異なった脂質分子による気泡崩壊への影響を解析する．研究推進のため，化学系や情報系の研究者との連携を模索する．
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| Causes of Carryover |
論文の校閲および掲載料として見込んでいたが，論文の査読プロセスが遅れたため，次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
論文の校閲および掲載料の一部として使用する計画である．
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