2017 Fiscal Year Annual Research Report
Fabrication of membrane morphogenic materials for nano medicine
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16H03842
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐々木 善浩 京都大学, 工学研究科, 准教授 (90314541)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ナノチューブ / ナノバイオ / ナノ材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度も、昨年度に引き続き、ナノ微粒子による膜モルフォジェネシスの誘導に重点を置いて研究を推進した。具体的な研究成果を以下に述べる。まず、ナノ微粒子の運動エネルギーを脂質膜の形態変化に変換する手法の確立を引き続き行った。先行研究において確立した巨大リポソームへの外部場による脂質膜ナノチューブの基礎物性について、超高解像蛍光顕微鏡観察などにより検討したところ、本手法により形成されるナノチューブの直径は微粒子の大きさや脂質の種類などには依存しないことがわかった。また、蛍光消光後回復測定により膜の流動性について検討をおこなったところ、球状のリポソームの場合と同程度の流動性を示すことも明らかとなった。またナノ粒子とナノチューブのハイブリッド化についても引き続き検討をおこなった。申請者が他のこれまでの研究において知見を蓄積しているナノゲルとのハイブリッド化を行い、その物性を検討したところ、ナノゲルの疎水基を介して脂質ナノチューブ膜上にナノゲルが固定化されることを示差走査熱量測定などにより明らかにした。これらにくわえ、脂質ナノチューブのみならず他の膜形態の形成制御についても検討した。生体系においては、細胞膜骨格がその構造を変えることで膜に歪みが生じ、その膜構造変化を誘起することが指摘されている。このような膜モルフォジェネシス制御系を規範とした系の確立を目指し、脂質のキャスト膜に対して、外部場によりナノ微粒子を貫通させることで、ナノ微粒子表面を脂質膜で被覆する新しい手法を見出した。従来ナノ微粒子を脂質膜で効率的に被覆する簡便な手法は見出されておらず、微粒子表面の物性改変などへの展開が期待される。
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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
昨年度に引き続き、ナノ微粒子による膜モルフォジェネシスの誘導に関して、基礎的な知見を得ることを目的として研究を推進した。その目的のもと、まず、物理化学的な諸物性の精査を行い、脂質ナノチューブの基礎物性について、蛍光消光後回復測定、超高解像蛍光顕微鏡観察、X 線および中性子散乱測定などにより多方面での検討を行い、脂質二分子膜の流動性、厚みなどについての新たな知見を得られた。さらにナノゲルと脂質ナノチューブのハイブリッド化についても新たな知見が得られたことから、当初の目的を概ね達成できたものと考えられる。また当初は予定していなかったが、新たな膜モルフォジェネシス制御系として、脂質のキャスト膜に対して、外部場によりナノ微粒子を貫通させることで、ナノ微粒子表面を脂質膜で被覆する新しい手法を見出した点でも、順調に進展しているものと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、ナノ微粒子による膜モルフォジェネシスの誘導について継続して研究を推進する。具体的には、ナノ微粒子の運動エネルギーを脂質膜の形態変化に変換する手法を確立する。脂質ナノチューブの基礎物性について、蛍光消光後回復測定、超高解像蛍光顕微鏡観察、X 線および中性子散乱測定などにより検討する。また、脂質ナノチューブ作製に用いる脂質分子の種類、電場の印可手法・強度、ナノ粒子の表面物性・サイズなどの諸因子と、ナノチューブの生成速度、形態、脂質膜物性との相関について、網羅的な知見を得る。
これらにくわえ、脂質ナノチューブのみならず他の膜形態の形成制御についても検討する。生体系においては、細胞膜骨格がその構造を変えることで膜に歪みが生じ、その膜構造変化を誘起することが指摘されている。このような膜モルフォジェネシス制御系を規範とした系を確立する。具体的には昨年度見出した、脂質のキャスト膜に対して、外部場によりナノ微粒子を貫通させることで、ナノ微粒子表面を脂質膜で被覆する新しい手法について、その膜物性や細胞との相互作用などについての検討をおこなう。
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