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2015 Fiscal Year Research-status Report

ナノ粒子のプラズモン共鳴を用いたオルガネラの温度場操作に基づく細胞機能制御の試み

Research Project

Project/Area Number 15K13321
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

森田 康之  名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90380534)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywordsナノ材料 / ナノバイオ / ドラッグデリバリーシステム / 膜透過ペプチド / がん治療
Outline of Annual Research Achievements

細胞における機能発現の能動的制御を目指し,金属ナノ粒子を基盤とした高機能ドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発を行う.一つには,がん細胞をターゲットとした新規DDSを開発する.この新規DDSは,生体適合性,患部集積性などの特性を有するばかりでなく,イメージング性,温熱治療特性,さらにはこれまでにない薬物放出制御特性を付帯させる.そしてこの新しいDDSによりがん組織の根治を目指す.
上記の目標を掲げ,当該研究は当初計画以上に進行している.現在,サブナノメートルオーダーの空孔を有するメソポーラスシリカをシェルとし,Fe3O4ナノ粒子をコアとするコアシェル構造のFe3O4@mSiO2の作製に成功している.そのサイズはコア直径が約15nm,シェル直径が90nmであり,当初の設計通りのナノキャリアが完成している.そして付加的機能である,交流磁場印加による発熱も確認している.
このコアシェル型ナノ構造体Fe3O4@SiO2の表面に,がん細胞にのみ標的指向性を有する膜透過ペプチド(tLyP-1)を修飾することに成功し,抗がん剤をがん細胞にのみ送達することができるDDSの開発に成功している.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初示した平成27年度の実施計画
1. 基盤となる金属ナノ粒子として,マグネタイトナノ粒子を共沈法により作製する.
2. イメージング性,温熱治療特性のフレキシビリティを高めるため,マグネタイトナノ粒子の粒径制御を行う.
3. 作製したマグネタイトナノ粒子に,薬剤担持用のメソポーラスシリカを修飾する.
4. 作製したマグネタイト@メソポーラスシリカの特性評価(形状観察(TEM観察),元素分析解析(EDX分析),磁性評価(磁気吸着試験),発熱特性(電磁誘導加熱))を行う.
上記の計画以上に進展し,開発したナノ粒子へがん細胞のみに標的指向性を有する膜透過ペプチド(tLyP-1)の修飾に成功している.

Strategy for Future Research Activity

当該研究開始時に示した平成28年度の実施計画(下記参照)を遂行する.
5. 作製したFe3O4@mSiO2に薬物放出制御特性を付帯するため,温度応答性高分子を修飾する.
6. 開発した新規DDSを実際のがん細胞に応用し,イメージング性,温熱治療特性,薬物放出制御特性などその機能性・有効性を評価する.

Causes of Carryover

購入予定の試薬の見積り価格が,予想を上回ったため,購入を次年度に延期した.

Expenditure Plan for Carryover Budget

今年度の予算と合わせて,購入予定の試薬を購入し,実験を進めて行く予定である.

  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Mesenchymal stem cell-induced 3D displacement field of cell-adhesion matrices with differing elasticities2016

    • Author(s)
      Y. Morita, N. Kawase, Y. Ju, and T. Yamauchi
    • Journal Title

      Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials

      Volume: 60 Pages: 394-400

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Development of a new co-culture system, the “separable-close co-culture system,” to enhance stem-cell-to-chondrocyte differentiation2015

    • Author(s)
      Y. Morita, S. Yamamoto, and Y. Ju
    • Journal Title

      Biotechnology Letters

      Volume: 37 Pages: 1911-1918

    • DOI

      10.1007/s10529-015-1858-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] In vitro experimental study for the determination of cellular characteristics of mesenchymal stem cells using a non-uniform deformation field2015

    • Author(s)
      Y. Morita, T. Sato, S. Watanabe, and Y. Ju
    • Journal Title

      Proceedings of the SEM 2015 Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics

      Volume: - Pages: 306

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コアシェル型ナノ構造体を用いた機能性DDSの開発に関する研究2016

    • Author(s)
      森田康之, 櫻井涼平, 脇本卓磨, 巨陽
    • Organizer
      日本実験力学会 The 15th Conference on Biomechanics in Matsushima
    • Place of Presentation
      パレス松洲,松島,宮城
    • Year and Date
      2016-03-19 – 2016-03-19
  • [Presentation] 機械的伸縮刺激による腱細胞分化に関する1細胞計測2016

    • Author(s)
      山下貴大, 森田康之, 徳悠葵, 巨陽
    • Organizer
      日本機械学会東海支部第65期総会・講演会
    • Place of Presentation
      愛知工業大学,豊田,愛知
    • Year and Date
      2016-03-17 – 2016-03-18
  • [Presentation] DVC法による分化時の細胞-細胞外マトリックス間の3D力学場計測2016

    • Author(s)
      森田康之, 河瀬直樹, 巨陽, 山内崇司
    • Organizer
      日本機械学会第28回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学,東京
    • Year and Date
      2016-01-09 – 2016-01-10
  • [Presentation] 機械的伸縮刺激における間葉系幹細胞の腱細胞分化に対するひずみ依存性の解明2015

    • Author(s)
      森田康之, 佐藤俊博, 巨陽
    • Organizer
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学,横浜
    • Year and Date
      2015-11-21 – 2015-11-23
  • [Presentation] Rigorous optimal cyclic strain for differentiation of mesenchymal stem cells into tenocytes using an exhaustive strain field2015

    • Author(s)
      Y. Morita, T. Sato, and Y. Ju
    • Organizer
      International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015 (ATEM’15) & The 14th Asian Conference on Experimental Mechanics (ACEM14)
    • Place of Presentation
      Loisir Hotel Toyohashi, Toyohashi, Aichi
    • Year and Date
      2015-10-04 – 2015-10-08
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 浸潤性がん細胞と非浸潤性がん細胞が細胞外マトリックスに及ぼす変位場の3D計測2015

    • Author(s)
      山内崇司, 森田康之, 巨陽, 河瀬直樹
    • Organizer
      日本機械学会第26回バイオフロンティア講演会
    • Place of Presentation
      九州大学,福岡
    • Year and Date
      2015-10-02 – 2015-10-03
  • [Presentation] がんのイメージングと温熱治療特性を付加した多機能DDSの創製と評価2015

    • Author(s)
      櫻井涼平, 森田康之, 巨陽, 徐百耀
    • Organizer
      日本機械学会2015年度年次大会
    • Place of Presentation
      北海道大学,札幌
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-16
  • [Presentation] In vitro experimental study for the determination of cellular characteristics of mesenchymal stem cells using a non-uniform deformation field2015

    • Author(s)
      Y. Morita, T. Sato, S. Watanabe, and Y. Ju
    • Organizer
      The SEM 2015 Annual Conference and Exposition on Experimental and Applied Mechanics
    • Place of Presentation
      Costa Mesa, California, USA
    • Year and Date
      2015-06-08 – 2015-06-11
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マイクログルーヴ法を用いた間葉系幹細胞の配向制御による腱細胞分化に関する研究2015

    • Author(s)
      森田康之, 栗田史哉, 佐藤俊博, 巨陽
    • Organizer
      平成27年度非破壊検査シンポジウム
    • Place of Presentation
      立花アネックスビル,東京都
    • Year and Date
      2015-06-02 – 2015-06-03
  • [Book] Experimental and Applied Mechanics2015

    • Author(s)
      Y. Morita, T. Sato, S. Watanabe, and Y. Ju
    • Total Pages
      131-137
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2017-01-06  

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