Anti-inflammatory effect of gold nanoparticulate catalysts

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K15410
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: 藤田 隆史 東京工科大学, 工学部, 助教 (30737565)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 金ナノ粒子触媒 / 抗炎症作用 / ナノメディシン / ナノリスク

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は、酸化物ナノ粒子に金ナノ粒子を担持した“金ナノ粒子触媒”の細胞毒性に関する研究過程において、“金ナノ粒子触媒”が抗炎症作用を示すという現象を見出している。本研究では、金ナノ粒子触媒の抗炎症メカニズムの解明を行うことを目的とした。
当該年度は、当初の研究計画に従って、①超音波破砕を用いた金ナノ粒子触媒の二次粒径の制御と培地への分散性の向上、②細胞に取り込まれた金ナノ粒子触媒の透過型電子顕微鏡観察、③炎症の原因となる化学種の一つである細胞内の活性酸素種の定量を行った。
①について、培地中での金ナノ粒子触媒の二次粒径の減少と培地への分散性の飛躍的な向上を動的光散乱法によって明らかにした。しかし、残念ながら超音波破砕機からのコンタミネーションを防ぐことができず、金ナノ粒子触媒の抗炎症メカニズムの解明に利用することが難しいことがわかった。②について、マクロファージ状細胞に貪食されたAu/TiO2とTiO2の透過型電子顕微鏡観察に成功した。これらの粒子は、細胞内の液胞に局在していることがわかった。③について、活性酸素を測定する蛍光色素であるDCFH-DAによって、金ナノ粒子触媒を曝露した細胞の活性酸素の定量を行った。前年までの研究で抗炎症作用を引き起こすことが明らかになっているAu/TiO2やAu/ZrO2は、金ナノ粒子を担持していないTiO2やZrO2と比較して、有意に活性酸素濃度が下がっていることを明らかにした。
令和3年度に、令和2年度までの研究成果と②と③の研究成果をもとに論文を国際誌に投稿する。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

令和2年度の研究代表者の所属機関の変更やコロナ禍による研究機関の閉鎖により、実験環境の構築が円滑に進行しなかったため、遅れている。
本研究で用いる細胞培養実験に必要な装置（インキュベータやマイクロプレートリーダー）や金ナノ粒子触媒の合成・キャラクタリゼーションに必要な装置の移設を令和2年度の頭に行う想定であった。しかし、研究機関の閉鎖によって、この移設作業が令和2年度の秋頃まで延期になった。これにより、当初の研究計画よりも遅延してしまった。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度は十分に実験が行えなかったので、今後はこれまでの実験を継続する。具体的には、これまで重点的に実験を行ってきたAu/TiO2に加えて、他の担体種の金ナノ粒子触媒(Au/ZrO2やAu/CeO2)についても実験を行う。

Causes of Carryover

コロナ禍による研究機関の閉鎖により、実験を進めることが困難であったため、物品費や旅費に次年度使用額が生じた。
令和2年度に所属機関が変更したことにより、実験環境が変化し、必要な実験機材に多少の変化があった。そのため、その変化に対応するように物品の購入（金ナノ粒子触媒の合成やキャラクタリゼーションに必要な備品）を検討している。
旅費は本来、国内・国際学会の出張費に大半を計上していた。しかし、コロナ禍により、学会の開催形態の大半がオンライン化したため、旅費は当初の計画よりも大幅に減額する。その分を物品費やその他の依頼分析費や論文投稿費に割り当てる予定である。