2018 Fiscal Year Research-status Report
多臓器転移がんのin vivoリアルタイム観察を実現する近赤外蛍光トラッキング
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17K20115
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
上村 真生 東京理科大学, 基礎工学部材料工学科, 講師 (80706888)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 転移がん / ナノ粒子 / 蛍光イメージング / 近赤外 / 高分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
がん細胞の転移はがんの症状悪化や治療が困難になる大きな原因のひとつであるため、体内においてがん細胞の転移を迅速かつ精確に観察・追跡可能な技術を確立することが，がんの基礎研究のみならず，優れた診断・治療法を開発するためにも重要な課題となっている。そこで本研究は，生体組織透過性が極めて高い, 波長１０００ｎｍを超える近赤外（OTN－NIR）蛍光を発する生体適合性高分子蛍光プローブを設計・合成し，マウスの体内におけるがん細胞の多臓器転移挙動をリアルタイム追跡することを目的としている。数日以上におよぶ長時間のin vivo観察を実現するためには、蛍光プローブが生体に対して極めて低毒性であることが求められる。そこで本研究では，生体適合性高分子を蛍光ナノ粒子表面に強固に固定し、生体に優しいOTN－NIR蛍光ナノ粒子を新規に合成する。このナノ粒子の作製が実現すれば、細胞毒性がほとんど無く、がん細胞に取り込ませても増殖能などの細胞の機能に影響を与えることがない、長期間の蛍光追跡が可能になると期待される。2年目の今年度は、がん細胞への特異的ターゲッティングを実現するために、高分子蛍光ナノ粒子へのリガンド分子導入を可能なナノ粒子表面の設計を検討した。この結果、セラミックス蛍光ナノ粒子の上にアミド結合を介して強固に生体適合性高分子を導入し、得られた高分子修飾ナノ粒子は高い生体適合性と分散安定性、および強いNIR蛍光を発することが確認された。
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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
予定していた高分子蛍光ナノ粒子へのリガンド分子導入を進めるために、蛍光ナノ粒子の表面にリガンド分子を導入可能な構造の構築に取り組んだ。この目的を達成するために、希土類含有NaYF4ナノ粒子 の表面にポリエチレンイミン(PEI)が配位したナノ粒子(PEI-NPs)を合成し、粒子表面のPEIが有するアミノ基を利用した機能化を検討した。poly(ethylene glycol) (PEG) の片末端にpoly(acrylic acid) (PAAc) のブロック構造を有するポリマー (PEG-b-PAAc)を、PEI-NPsの表面上にアミド結合を介して固定した。得られたナノ粒子は、強い近赤外蛍光を発するだけでなく、アミド結合を介したPEG鎖の導入によって、PEIによる毒性を大幅に軽減し、生理条件下においても高い安定性を有することが明らかとなった。同様にアミド結合を介したリガンド分子の導入を行うことが可能であると考えられ、特異的ターゲッティング能の付与が期待できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
予定しているプローブの開発は順調に進んでいるが、当初予定していたラテックス蛍光ナノ粒子に加えて、より蛍光強度が高いセラミックス蛍光ナノ粒子の併用も検討する。
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