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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ナノ細胞工学:ナノ材料の細胞内精密配置と機能発現

Research Project

Project/Area Number 24300162
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

村上 達也  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定拠点准教授 (90410737)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 梅山 有和  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30378806)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Keywordsナノバイオサイエンス / 細胞工学 / 光治療
Outline of Annual Research Achievements

(1)昨年度までに独自に見出した、安全性の高い近赤外光照射下で高い光線力学効果を示す(殺細胞活性や蛋白質分解活性を示す活性酸素種を生成できる)単層カーボンナノチューブ(SWNT)成分((6,4)-SWNT)について、分光学的解析を行った。(6,4)-SWNTの三重項励起状態を過渡吸収スペクトル測定により調べたところ、励起三重項状態に由来すると思われる吸収を検出することができた。この寿命は、別途分離取得した光線力学効果を示さない成分((6,5)-SWNT)同程度の寿命であった。しかしこれは両者の光線力学効果の活性差を反映していない。この理由として、三重項励起状態の生成効率が活性の決定因子となっていること、SWNTの不安定な水分散性がその励起状態に悪影響を与えていること、不純物として含まれる他のSWNT成分が失活を促進していること、などが考えられる。引き続き検討を進めるために、より高純度かつ大量の(6,4)-SWNTを精製取得する必要があると思われる。
(2)昨年度までに独自に作製に成功していた、生細胞膜に安全かつ多量に接着できる金ナノロッド(AuNR)を用いて、近赤外光照射により細胞膜局所を加熱することを試みた。波長可変の近赤外レーザーを導入した顕微鏡システムを独自に立ち上げ、神経細胞の細胞膜に存在する熱感受性イオンチャネル(TRPV1)を用いてコンセプト検証した。この結果、近赤外レーザー照射依存的なカルシウム流入が観察された。細胞膜近傍のみが加熱されていることも確認できた。一方で、既存の細胞親和性合成高分子で被覆したAuNRを用いた場合、熱による細胞膜破壊が生じた。この結果は我々が独自に開発した、生体材料由来のAuNR表面修飾剤の優位性を示している。本手法は、対象の神経細胞の遺伝子改変を必要としない、革新的な光遺伝学的手法である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cytotoxicity of pure nanodrugs of SN-38 and podophyllotoxin dimers in human cancer HepG2, KPL-4 and MCF-7 cells2015

    • Author(s)
      Y. Koseki, Y. Ikuta, T. Murakami, T. Onodera, H. Oikawa, L. Cong, H. Tada, K. Gonda, N. Ohuchi, H. Kasai
    • Journal Title

      Mol. Crust. Liq. Cryst.

      Volume: 622 Pages: 1-5

    • DOI

      10.1080/15421406.2015.1096483

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Thermosensitive ion channel activation in single neuronal cells by using surface-engineered plasmonic nanoparticles2015

    • Author(s)
      H. Nakatsuji, T. Numata, N. Morone, S. Kaneko, Y. Mori, H. Imahori, T. Murakami
    • Journal Title

      Angew. Chem. Int. Ed.

      Volume: 54 Pages: 11725-11729

    • DOI

      10.1002/anie.201505534

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structural and functional changes in high-density lipoprotein induced by chemical modification2015

    • Author(s)
      T. Murakami, H. Okamoto, H. Kim
    • Journal Title

      Biomater. Sci.

      Volume: 3 Pages: 712-715

    • DOI

      10.1039/c4bm00402g

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Internalization of high-density lipoproteins bearing arginine-rich peptides2015

    • Author(s)
      T. Murakami, H. Okamoto, H. Kim.
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 44 Pages: 336-338

    • DOI

      10.1246/cl.140989

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Control of the photoluminescence properties of single-walled carbon nanotubes by alkylation and subsequent thermal treatment2015

    • Author(s)
      Y. Maeda, Y. Takehara, M. Yamada, M. Suzuki, T. Murakami
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 51 Pages: 13462-13465

    • DOI

      10.1039/c5cc04020e

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Photoactivation of Thermosensitive Ion Channel with Surface Engineered Plasmonic Nanoparticle2015

    • Author(s)
      Hirotaka Nakatsuji, Tomohiro Numata, Nobuhiro Morone, Shuji Kaneko, Yasuo Mori, Hiroshi Imahori, and Tatsuya Murakami
    • Organizer
      iCeMS International Symposium “Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter”
    • Place of Presentation
      京都大学 吉田北部キャンパス(京都府京都市)
    • Year and Date
      2015-08-25
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リポ蛋白質のナノバイオエンジニアリング2015

    • Author(s)
      村上 達也、金 亨振、岡本 陽己
    • Organizer
      日本バイオマテリアル学会 第10回関西若手研究発表会
    • Place of Presentation
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • Year and Date
      2015-08-05
  • [Presentation] Development of pH-Dependent Endosomolytic High-Density Lipoprotein Nanoparticles2015

    • Author(s)
      Hyungjin Kim, Haruki Okamoto, Arnaud E. Felber, Anna Polomska, Nobuhiro Morone, John E. Heuser, Jean-Christophe Leroux, and Tatsuya Murakami
    • Organizer
      2015 CRS Annual Meeting & Exposition
    • Place of Presentation
      Edinburgh, UK
    • Year and Date
      2015-07-28
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脂質膜と膜混合する変異型高比重リポ蛋白質2015

    • Author(s)
      金 亨振、村上 達也
    • Organizer
      第31回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-07-03
  • [Presentation] 遺伝子改変・化学修飾によるリポ蛋白質の機能変換2015

    • Author(s)
      村上 達也、岡本 陽己、金 亨振
    • Organizer
      第31回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-07-03
  • [Presentation] Development of Endosomolytic Polyanion-Coated High-Density Lipoprotein Nanoparticles for Cytosolic Drug Delivery2015

    • Author(s)
      Hyungjin Kim, Haruki Okamoto, Arnaud E. Felber, Anna Polomska, Nobuhiro Morone, John E. Heuser, Jean-Christophe Leroux, and Tatsuya Murakami
    • Organizer
      第31回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-07-02
  • [Presentation] 光熱変換ナノ材料の安全な細胞膜デリバリーと痛み受容体TRPV1の光制御2015

    • Author(s)
      中辻 博貴、沼田 朋大、諸根 信弘、John E. Heuser、高野 勇太、森 泰生、今堀 博、村上 達也
    • Organizer
      第31回日本DDS学会学術集会
    • Place of Presentation
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • Year and Date
      2015-07-02
  • [Remarks] 光を使って神経細胞の「痛み」感知を制御する手法を開発:新しい鎮痛療法の可能性

    • URL

      http://www.icems.kyoto-u.ac.jp/j/pr/2015/08/06-nr.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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