2020 Fiscal Year Annual Research Report
Single cell interrogation for drug delivery system
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17H03003
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
雲林院 宏 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (40519352)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
猪瀬 朋子 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (10772296)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 薬輸送システム / 単一細胞解析 / ラマン散乱 / 表面増強ラマン散乱 / エンドスコピー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ナノ粒子型薬輸送システム（DDS粒子）の細胞への取り込みから細胞内拡散を光学顕微鏡で直接観測することで粒子の細胞内ダイナミクスを追跡し、本研究者開発のナノワイヤー増強ラマン顕微鏡(NW-SERS)により抗がん剤分子と生体分子との相互作用に関する情報を得るにより、DDSの薬剤特性を理解することを目的とした。そのため本課題では、肺がん細胞（A549）表面に異常発現するグリコプロテイン（CD44）のリガンドであるヒアルロン酸で修飾した「アクティブDDS粒子」を合成し、細胞内挙動を蛍光顕微鏡とNW-SERSを駆使して解析した。具体的には、蛍光顕微鏡によりリガンド修飾したDDS粒子がエンドサイトシスにより取り込まれ、リソソームと融合していく過程（Uji-i et al. Sci. Rep. 2019）や、抗がん剤分子を放出してく様子をリアルタイムで捉える方法（Uji-i et al. Nanoscale 2020）を確立した。また、NW-SERSの感度と位置選択性を向上させることにより、細胞内の任意の位置での分子相互作用をラマン散乱分光により解析する方法を開発した（Uji-i et al. Anal. Chem. 2021）。これらの手法を用いることで、リガンド修飾したDDS粒子で抗がん剤を細胞内にデリバリーすることにより、抗がん剤分子単体でデリバリーする場合よりも、遥かに早く生体内分子（DNAなど）と相互作用することが明らかとなった。さらに、細胞内での抗がん剤分子局在にも差異が確認されており、薬効特性に影響がある可能性が見いだされた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Gold-deposited Silver Nanowires for the Cellular pH Sensing2021
Author(s)
Qiang Zhang, Monica Ricci, Jiangtao Li, Takuto Ishida, Han Wen, Haruka Kojima, Tomoko Inose, Shuichi Toyouchi, Yasuhiko Fujita, Kenji Hirai, Beatrice Fortuni, Hiroshi Uji-i
Organizer
The 101st CSJ Annual Meeting
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