2022 Fiscal Year Annual Research Report
シグナル伝達の選択性を制御するナノ粒子複合体の光機能化
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20K15316
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
山本 翔太 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 研究員 (10785075)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | シグナル伝達 / ナノ粒子複合体 / バイオ分析 / メカノバイオロジー / アポトーシス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞増殖を促進する上皮成長因子の金ナノ粒子への固定化は、生体分子本来の機能を変調してシグナル伝達を制御する機能を与え、成長とは真逆の細胞死(アポトーシス)を誘導する。そのため、このようなナノ粒子複合体は新たな抗がん剤としての応用が期待されているが、その作用機序については未だ明らかになっていなかった。そこで本研究では、光機能化した高分子からなる上皮成長因子ナノ粒子を開発し、粒子が獲得する特異的細胞応答の制御機構を調べることを目的とした。前年度までに、光機能化した上皮成長因子担持高分子ナノ粒子や金ナノ粒子を用いて、がん細胞や正常細胞を対象にアポトーシス活性や細胞応答性を調べた。すると、従来、上皮成長因子ナノ粒子のアポトーシス誘導活性は、粒子が細胞内に取り込まれた後の特異な膜輸送によって引き起こされることで発現するものと考えられていたが、材料と細胞との界面で、上皮成長因子を暴露する微小な空間を制限するだけで抗がん活性を獲得することが示唆された。そこで最終年度に当たる2022年度は、上皮成長因子と細胞が接する空間を制御できる上皮成長因子修飾ナノ構造体を開発し、細胞応答やアポトーシス活性を調べた。はじめに、細胞内取り込みを起こさず上皮成長因子刺激をナノサイズで制御できるナノ粒子複合体を作製し、この材料をがん細胞に付着するように投与したところアポトーシスを誘導した。この結果から、アポトーシス活性には粒子の内在化が必須ではないことが明らかとなった。そこでこの特異なアポトーシス活性の要因を調べるため、細胞膜の骨格形成に関与するタンパク質の機能を失わせたがん細胞を用いて同様の実験を行ったところ、アポトーシス活性を示さなかった。このことから、上皮成長因子担持ナノ粒子による特異なアポトーシス活性は、細胞膜近傍のタンパク質を介して起こることが明らかとなった。
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Research Products
(4 results)
