2012 Fiscal Year Research-status Report
腫瘍細胞マーカー構成糖鎖を特異的認識する人工レクチンの開発と膜融合活性評価
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24550196
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
柏田 歩 日本大学, 生産工学部, 准教授 (80350031)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 膜融合 / 薬物送達 / ボロン酸誘導体 / 糖鎖 |
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| Research Abstract |
腫瘍細胞や炎症細胞に対する膜融合現象を利用した直接的な薬物送達を実現するために送達担体に担持させるためのデバイス分子の設計と合成を行った。分子設計のコンセプトは腫瘍細胞表層に特異的に発現するTF二糖構造（Gal-beta1,3-GalNAc）の選択的認識である。このようなコンセプトのもと、糖の水酸基に対する認識能を有するボロン酸誘導体と二糖の全体構造を平面認識するためのペプチド骨格を組み合わせたデバイス分子の合成を行った。その後、合成したデバイス分子のTF二糖構造選択性を検討するために薬物担体と標的細胞をそれぞれリポソームでモデル化した系において膜融合実験を行った。膜融合の評価はわれわれのこれまでの研究同様に動的光散乱測定によるリポソーム粒径変化と蛍光測定によるリポソーム構成脂質の混合挙動の評価などにより行った。標的細胞を見立てたリポソームにはTF二糖と同じ糖鎖配列を有するガングリオシドGM1をはじめ対照として種々の糖脂質を含有させ、膜融合挙動を比較した。その結果、本研究において設計・合成したデバイス分子はTF二糖配列を有するGM1に対し特異的な膜融合挙動を示した。本研究成果はin vitro系におけるもので基礎研究の位置づけではあるが、簡易な構造を有するデバイス分子を用いてこのような選択的な系を構築できたことは意義深い。今後は膜融合系の再現性の評価などより詳細に検討を行う。また、一方でTF二糖認識の直接的観察手段として水晶発振マイクロバランス（QCM）測定を行っている。水晶振動子上に標的リポソームを結合させ、担体リポソームをフローさせることにより、膜融合実験では直接観察できない分子認識過程を定量的に評価できるものと考えており、現在、条件検討中である。
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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
当初の研究目的では膜融合デバイスの設計と合成の完結が初年度の最大目標であり、膜融合挙動から、in vitro系における系統的評価に至った点では目的を十分に達成できているといえる。しかしながら、疑似的な標的としての糖脂質の選択にはやや不十分な点があるとともに膜融合挙動の再現性確認が十分に行われていない系も残されている。これらの点についてはQCMによる分子認識過程の直接的測定とともに現在進行中であり、近く、克服される目途は立っているため現時点では計画通り順調に研究が進捗していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
薬物送達系を目指した膜融合デバイスのキャラクタリゼーションとして、本研究では膜融合過程の評価に関して重点的に行ってきた。膜融合過程の評価は担体と標的細胞間での物質（薬物）伝達手段として有望であり、その評価に十分な意義がある。しかしながら、膜融合挙動から分子認識過程は直接的に評価できず、今後はより直接的な認識過程評価が期待される。本研究課題で購入したQCMシステムは膜融合界面で行われている分子認識の直接的観察を可能にするものと考えられる。薬物送達手段となる膜融合過程の評価とQCMによる分子認識過程評価を併せて今後の研究を推進することにより、腫瘍細胞標的型薬物送達系を目指せる人工系が完成するものと期待できる。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
主に消耗品の購入を考えている。具体的にはリポソーム構成のためのリン脂質や標的候補となるガングリオシドや糖脂質の購入を考えている。さらにQCM測定に不可欠な水晶振動子（電極）は大量に消費することが予想され、本研究費から消耗品として当てたいと考えている。
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