Development of new nanomaterials for application to cancer treatment and medical inspection devices

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K04893
• Research Institution: Toyo University
• Principal Investigator: 水木 徹 東洋大学, バイオ・ナノエレクトロニクス研究センター, 研究助手 (80408997)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 義賢 大阪大学, ナノサイエンスデザイン教育研究センター, 特任准教授(常勤) (40408993) ; モハメッド シェイク 東洋大学, 学際・融合科学研究科, 准教授 (50708609)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: バイオナノ複合新材料 / グラフェン / 希少糖 / がん治療 / 新規ナノ材料

Outline of Annual Research Achievements

本研究グループでは、DDSの構築やナノ手術、温熱療法などを利用したがん治療や医療用検査デバイスへ応用可能な新規ナノ材料として、希少糖で修飾した材料の開発を独自に提案、その機能性を解析・応用することを目的としている。中でも希少糖で機能化されたグラフェン（RSfGO）を開発し、生物への影響の解析とそれらを用いた新規医療用検査デバイスの作成を中心に研究を進めている。
しかしながら本研究期間中に、使用していた酸化グラフェンの販売中止、COVID-19による所属研究機関の閉鎖および共同研究者の元への出張の制限などが重なり予定の変更をせざるを得ない状況となったため研究の予定を一部変更し、希少糖を用いた新たな材料として希少糖を側鎖として有する糖脂質（RSL）を合成しその性質解析を行うとともにRSfGOで取得したデータと比較し、側鎖としての希少糖の働きを考察することとした。
本年度は1. RSfGOの合成および各種細胞へ及ぼす影響の詳細な解析およびこれまで取得してきたデータのまとめ、2. RSLsの合成と分析、3.RSLsが細胞に及ぼす影響の解析、を主に行うこととした。
それぞれの結果、1. RSfGOにおいては、細胞の種類により細胞毒性/親和性に違いはあるものの、その機能は側鎖となる希少糖が影響を及ぼしている可能性がある、2. 酵素反応を利用してRSLsを合成し、産物をTLCやMALDI-TOF/MSなどで解析した、3. 大腸がん細胞であるDLD-1および大腸正常細胞であるCCD841CoNを用い細胞毒性/親和性を解析、データを取得した。
これらの結果は、将来的なRSfGOのがん治療や医療用検査デバイスの開発・応用や希少糖付与した新規材料の開発をするにあたり、とても重要な結果である。