多機能性ナノ粒子プローブによる細胞表層分子ダイナミクス解析とガン細胞診断応用

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K22249
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 三原 久和 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (30183966)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2021-03-31
• Keywords: ペプチド / リガンド / 蛍光 / ナノ粒子 / ガン細胞

Outline of Annual Research Achievements

ガン細胞は表層の膜タンパク質・複合糖質の発現量や組成などのダイナミクスを変化させることで、異常な増殖能や疾患部位からの浸潤、他の臓器への転移能を獲得していることが示唆されており、細胞表層の生体分子のダイナミクスを解析する画期的な手法が求められている。本研究では、ガン細胞表層の生体分子と相互作用するペプチドリガンド群と分子ラベル化触媒を蛍光ナノ粒子上に集積した多機能性プローブを開発し、ガン細胞表層の生体分子のダイナミクス解析を実施し、由来や悪性度の異なるさまざまなガン細胞のフィンガープリントを解析することによって、新規のガン細胞診断法（Cancer Cell Typing : CaCeT）に発展させることを目的とした。本年度は、糖誘導体やガン細胞選択的な細胞膜透過ペプチド（CPP）を修飾した蛍光シリカナノ粒子の調製を行い、細胞表層の生体分子との相互作用を評価した。前年度までに確立した手法を用い、橙色蛍光を示すローダミンB（RhoB）誘導体を封入した蛍光シリカナノ粒子（粒径15 nm）を調製し、シランカップリング法を用いてアジド基を提示させた。アルキン基を導入したガラクトース誘導体およびCPPを合成し、クリック反応により蛍光シリカナノ粒子表面に修飾した。ガラクトース修飾蛍光シリカナノ粒子を用いて細胞イメージングを行った結果、糖結合受容体を発現したガン細胞選択的に相互作用することが明らかとなった。また、CPP修飾蛍光シリカナノ粒子を用いて細胞イメージングを行った結果、正常細胞とはほとんど相互作用せず、ガン細胞選択的に相互作用することが示された。