2020 Fiscal Year Research-status Report
脂質-ペプチドナノ粒子を用いた標的細胞膜への膜タンパク質デリバリー技術の開発
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20K06998
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
池田 恵介 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (00553281)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中尾 裕之 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (00805020)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ナノディスク / 脂質二重層 / 膜融合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
膜タンパク質は、物質輸送や情報伝達、エネルギー変換、細胞分化など生命機能にとって必須の役割を担う重要な分子であり、主要な創薬ターゲットでもある。本研究の目的は、外部から投与した膜タンパク質分子を細胞膜へ導入する方法を確立し、生きた細胞上での膜タンパク質の機能と構造を解析することである。このために申請者らがこれまで研究をおこなってきた脂質-ペプチドナノ粒子系を活用する。研究初年度である2020年度は、ナノ粒子を作製し、標的脂質膜であるリポソーム膜との融合を評価した。これに先立ち、ナノ粒子系の安定性の評価をおこなった。温度上昇に伴い、脂質-ペプチドナノ粒子中の脂質二重層がゲル相から液晶相へ相転移すると、ナノ粒子が不安定化し、粒子同士の融合が起こることを明らかにした。動的光散乱法、透過型電子顕微鏡観察およびリンNMR測定から、粒子が融合することで脂質二重層の直径が増大し、拡大したラメラ二重層が形成されることが明らかとなった。この変化は、ディスク状ナノ粒子の縁に結合していたペプチドが相転移によってディスク表面へ移動することで、ディスクの縁が不安定化されたためと推測された。このナノ粒子系とリポソームとを混合すると、相転移に伴うナノディスクの不安定化の際、ナノ粒子中の脂質分子がリポソーム膜へ移動することを示す結果を得た。したがって、ナノ粒子とリポソームの脂質二重層がその相状態に依存して融合する可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初予定していたナノ粒子の作製については問題無く調製できた。また、ナノ粒子と標的膜（リポソーム）との融合を評価する系を構築しており、研究計画に特段の変更はない。
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| Strategy for Future Research Activity |
確立した粒子の作製法と膜融合の評価系を用いて、膜タンパク質を導入したナノ粒子と標的膜との融合を計測する。また、膜タンパク質が標的脂質膜へ移動するかを蛍光分光法および蛍光顕微鏡観察を用いて評価する。加えて、培養細胞へナノ粒子を投与し、細胞膜とナノ粒子との融合について検討を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
2020年4月からの研究開始が遅れ、6月以降から本格的に研究が開始したため。
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