2022 Fiscal Year Annual Research Report
Basic and applied studies for the protein encapsulated oxide nano-crystal
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18K04867
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
吉村 英恭 明治大学, 理工学部, 専任教授 (70281441)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 幸夫 明治大学, 理工学部, 専任教授 (80345850)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | フェリチン / マグネタイトナノ粒子 / 単結晶 / 温熱療法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フェリチンを使って効率よく単結晶マグネタイトナノ粒子を作製する目的で、24サブユニットのうち鉄酸化活性部位があるHサブユニットが1つだけ入るフェリチン分子の作製をした。コピー数の多いプラスミドpRSFDuetのMCS1（マルチクローニングサイト）とMCS2の両方にLサブユニットの遺伝子を挿入して、Lサブユニットの発現量が多いプラスミドを作り、さらにpRSFDuetのMCS1にHサブユニット、MCS2にLサブユニットの遺伝子を挿入したプラスミドを共発現する方法が一番よいことがわかった。またHサブユニットの含有率でフェリチンを分離するために、HサブユニットのN端にstrept-tagをつけてアフィニティクロマトで精製できるようにした。Hサブユニットが1-2個含まれたフェリチンを用いて作製したマグネタイトナノ粒子の結晶性を高分解能電子顕微鏡で調べたが、Lサブユニットだけで作製したマグネタイトナノ粒子と結晶性の優位な差はみられなかった。Hサブユニットの数が多いと多結晶のナノ粒子が多くなるのは確かめられたが、単結晶が多くできる条件でも実験によるバラツキが大きく、溶液の酸素含有率やpH、温度を正確に制御する必要性があることがわかった。
マグネタイトナノ粒子を作製する目的は、マグネタイト粒子が交流磁場中において発熱することを利用して癌の温熱療法に使うことである。このため癌細胞のインテグリンに特異的に結合するRGDペプチドをN端に発現させたリコンビナントフェリチンにマグネタイトナノ粒子を作らせ発熱実験を行った。フェリチンで作製したマグネタイトナノ粒子を2.3MHzの交流磁場中（磁場1mT）においたところ、2分間で15℃の温度上昇がみられ、温熱療法に使える可能性を示した。HeLa細胞に結合させて細胞に対する効果を検証したが、5分間の加熱で細胞が変化することが確認された。
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