2022 Fiscal Year Research-status Report
表面修飾型カーボンナノ粒子を基盤とした生体内血液浄化療法の構築
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21K06508
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| Research Institution | Sojo University |
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Principal Investigator |
庵原 大輔 崇城大学, 薬学部, 准教授 (40454954)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | フラーレン / ナノ粒子 / 吸着 / タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
腎疾患や肝疾患、自己免疫疾患、神経疾患などの各種病態時には疾病の原因となる有害物質が血液中に過剰に蓄積することが知られている。本研究では、生体内血液中で病因物質を吸着し、効果的に不活化または生体外へ除去する新たな生体内血液浄化療法の構築を企図する。これまでに、各種カーボンナノ粒子（C60、C70）の尿毒症物質や抗体などのタンパク質に対する吸着能を検討した結果、カーボンナノ粒子はヒトIgG 抗体に対し、高い吸着性を示し、その表面物性を改変することで、吸着性を制御可能なことが明らかとなった。そこで、本研究では各種カーボンナノ粒子の物性を小角X線散乱（SAXS）および広角X線散乱（WAXS）により評価し、さらに、各種アミノ酸との相互作用をNMRを用いて評価した。以下に得られた知見を要約する。
SAXS測定より、C60およびC70ナノ粒子は溶液中で球形粒子として存在することが示唆された。また、WAXS測定より、C60ナノ粒子は結晶性ナノ粒子、C70ナノ粒子は非晶質性ナノ粒子であることが示された。
C60ナノ粒子と各種アミノ酸溶液を混合後、1H NMRスペクトルを測定すると、トリプトファン、フェニルアラニン、ロイシン、アルギニン、メチオニンなどのアミノ酸で特徴的なピークのブロードニングがみられ、特に、トリプトファンにおいて低濃度C60存在下で著しいブロードニングがみられた。C70ナノ粒子ではC60ナノ粒子よりも低濃度でピークのブロードニングがみられた。インドールやインドキシル硫酸などでも同様なピークのブロードニングがみられたことから、C60やC70ナノ粒子はインドール骨格を有する化合物に対し、高い吸着能を有することが示唆された。
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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
本研究では生体内血液中で病因物質を吸着し、効果的に不活化または生体外へ除去するナノ吸着炭素製剤を構築する。これまでに、各種カーボンナノ粒子を調製し、抗体などのタンパク質に対する吸着性を明らかとした。また、各種カーボンナノ粒子の内部構造の違いを検討し、インドール骨格を有するアミノ酸や尿毒症物質に対し、高い吸着能を有することを明らかにした。LDL、抗 DNA 抗体、免疫複合体などの病因物質を特異的に吸着可能なカーボンナノ粒子の構築は順調に進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
各種カーボンナノ粒子のヒト血清アルブミンやアポリポタンパク質に対する吸着効果を検討する。さらに、病態モデル動物（慢性腎不全、SLE、高脂血症）から採取した全血および血漿を用いて、尿毒症物質や抗 DNA 抗体、アポリポタンパク質などに対する、生体内での吸着能を推察する。これら知見を基に、吸着能と粒子物性・表面構造の関連を明らかにし、各病因物質に対して特異的な吸着能を示すカーボンナノ粒子を創製する。
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| Causes of Carryover |
ほぼ計画通りに使用した結果、端数として余剰が発生した。余剰金は次年度の研究計画に従い適切に使用する。
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