Development of new metal nanoparticles with inhibition of enzyme activity and antibacterial properties.

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K11779
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: 橋本 正則 大阪歯科大学, 医療保健学部, 教授 (00337164)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐々木 淳一 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (50530490) ; 北川 晴朗 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (50736246)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 金属ナノ粒子 / 単分散 / シングルスケール / 抗菌性 / 酵素

Outline of Annual Research Achievements

シングル金属ナノ粒子を使用した場合、寒天培地を用いたCFUの計測では、バクテリア（S. mutans）に対して抗菌性がわずかに認められた。さらに、クリスタルバイオレットアッセイでは、バイオフィルム形成に対する阻害作用も認められた。しかし、やはり粒子径が10 nm以下の粒子でそれらの作用が発現する。粒子径がシングルスケールになると、粒子の比表面積が大きくなる要素も関与していると推測される。透過型電子顕微鏡観察において、シングルスケールになるとナノ粒子の分散性が高まる。分散性が高まることにより、バクテリア外膜への付着性が高まり、その結果、各種反応性が生じると考えられた。粒子の粒径がシングルスケールより僅かに大きくなるだけで、培養液中での粒子の分散性は急激に低下して、バクテリアの周囲に凝集体が多く観察される。この状態では粒子はバクテリアに対しての反応性が低下する。その現象により、バクテリア外膜に付着する数は低下するため、反応性が低下すると考えられる。過去の実験から、酵素阻害作用についてはマトリックスメタロプロテアーゼ阻害は確認できたが、グルコシルトランスフェラーゼ（GTF）では,GTF検出アッセイキットでは明確な阻害反応は認められなかった。アッセイキットの感度が悪く、検出できない可能性が考えられるが、他の実験系を確立する必要性があると考えられる。このことから、シングルナノ粒子をバクテリアに曝露した場合の反応を検出する方法を考えている。こらは、RT-qPCRでGTF形成経路に阻害作用があれば、定量化も可能と推測されるが、将来的に考えられる新しい研究テーマの一つである。