Formation and structural control of hydrogel-cored giant liposome

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K18977
• Research Institution: Shinshu University
• Principal Investigator: 佐伯 大輔 信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (70633832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 幸久 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (40243042)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2021-03-31
• Keywords: ジャイアントリポソーム / 脂質二分子膜 / ハイドロゲル / 形態制御

Outline of Annual Research Achievements

脂質二分子膜からなる小胞体であるジャイアントリポソーム(GL)は、生体膜モデルや人工細胞など幅広い研究領域で注目されているが、その安定性の低さや調製方法の難しさが更なる発展の制約となっている。本研究の目的は、高い安定性を有するハイドロゲルをコアとした新奇な構造を有するGLの均一かつ高効率な形成手法を確立することである。2018年度は、油水界面通過法を用いたGLの調製方法を中心に検討した。
水相に分散した球状ハイドロゲル粒子を脂質分子を溶解した油相に分散させ、遠心機を用いて油相から水相へ油水界面を通過させて再分散させ、ゲル粒子を脂質二分子膜で被覆しGL化する方法を検討した。油相の粘度を調整し、市販の直径数十～数百um程度の高い親水性を有するハイドロゲル粒子を用いた場合に、ゲル粒子を水相に再分散させることができた。水相に再分散したゲル粒子が欠陥の無い脂質二分子膜で被覆された小胞体（＝GL）であり、物質内包化が可能であることを確認するため、ゲル粒子にあらかじめ蛍光物質を含有させて、前述の方法により水相に再分散したゲル粒子を蛍光顕微鏡により観察したところ、蛍光物質の漏出が見られず、ゲル表面が脂質二分子膜で被覆されている可能性が示唆された。しかしながら、現状では、蛍光物質が保持されているのは、再分散したゲル粒子の半分程度に留まっており、GL化していない、あるいは脂質二分子膜に欠陥を有するゲル粒子が存在していると考えられ、形成方法の更なる改良が必要である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究課題の中心となるGLの形成方法の確立の見通しが立った。また、物質内包化が可能であることを示唆する結果も得られた。しかしながら、現状では形成効率が悪く、また、GLとしての脂質二分子膜構造の評価には至っておらず、更なる検討が必要である。

Strategy for Future Research Activity

2018年度に引き続き、GLの形成方法の確立、及び得られたGLの脂質二分子膜構造の評価を行う。その後、GLを生体膜モデルとして扱うために重要である、脂質組成の制御や生体膜親和性タンパク質の導入について検討を行う。

Causes of Carryover

GLの形成方法は確立できる見通しが立ったが、脂質二分子膜の構造評価までは至っておらず、そのために使用する予定であった機器、試薬（脂質、蛍光物質など）を購入するための費用を繰り越すこととなった。2019年度は、研究分担者とより密に連携し、これらの検討を行うために用いる予定である。