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2015 Fiscal Year Research-status Report

生体内分解可能なナノカーボンを用いた標的癌治療薬剤の創製

Research Project

Project/Area Number 25390024
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

張 民芳  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノチューブ実用化研究センター, 研究員 (60518330)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsカーボンナノホーン / カーボンナノ材料 / カーボンナノチューブ / 生分解性 / DDS
Outline of Annual Research Achievements

ナノカーボン材料(CNM)の生体組織内での生分解性の解明は、CNMの安心・安全な産業応用化のためには急務の課題である。CNMは毒性が低いものの、肝臓や脾臓などの組織に集積され易いことが知られている。長期にわたって人体の健康を守ることが大前提になるため、実用化するには、CNMは必ず組織内で分解されることと、体外への排出が確認できなければならない。昨年度では培養免疫細胞内のカーボンナノホーン(CNH)量の経時的な変化から、CNHの生分解性を明らかにした。本年度の本研究テーマは計画通り進展しており、マウスの肝臓から初代免疫細胞(クッパー細胞)を採取し、CNHの初代免疫細胞への毒性を評価し、細胞内の分解状態を解明した。
1) CNHのマウス肝臓クッパー細胞への毒性評価
マウス肝臓から採収したクッパー細胞の培養液にCNHを添加し、24時間で培養した後、様々な測定キットを用いてCNHのクッパー細胞毒性を評価した。その結果、CNHの取り込みにより、クッパー細胞の生存率や活性酸素とサイトカインの放出量への影響が殆んどなく、CNHの初代クッパー細胞へ毒性が極めて低いことが分かった。
2)CNHのクッパー細胞内分解可能性の解明
クッパー細胞の培養液にCNHsを添加し、細胞内CNH量を昨年確立された方法により測定した。細胞内CNH量の経時的な変化から、クッパー細胞内に取り込まれたCNHが分解された量が分かった。また、PEGとBSAにより修飾したCNHを用いて、化学修飾によりCNHのクッパー細胞内の分解性への影響も調べた。その結果、10日でクッパー細胞内に取り込まれた未修飾CNHが約50%分解されたのに対して、PEG修飾したCNHが約60%分解され、BSA修飾したCNHが約40%分解されたことを明らかにした。即ちPEGの修飾よりCNHが免疫細胞に分解され易い可能性があることを示唆している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は本研究テーマが計画通り進展している。動物マウスから初代免疫細胞を用いたCNHの分解可能性を明らかにした。

Strategy for Future Research Activity

今後は予定通り、動物マウス肝臓内のCNH分解状態を調べ、in vivoで生体内分解性が高いCNHの構築を探索する。

Causes of Carryover

調達方法の工夫などにより、当初計画より経費の節約ができたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

次年度の経費と合わせ、薬品の購入に使う予定。

  • Research Products

    (11 results)

All 2016 2015

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Preparation of small-sized graphene oxide sheets and their biological applications2016

    • Author(s)
      Minfang Zhang, Toshiya Okazaki, Yoko Iizumi, Eijiro Miyako, Ryota Yuge,Shunji Bandow, Sumio Iijimad, Masako Yudasaka
    • Journal Title

      Journal of Materials Chemistry B

      Volume: 4 Pages: 121-127

    • DOI

      10.1039/C5TB01800E

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Physicochemically functionalized carbon nanohorns for multi-dimensional cancer elimination2016

    • Author(s)
      Svetlana A. Chechetka, Minfang Zhang, Masako Yudasaka, Eijiro Miyako
    • Journal Title

      CARBON

      Volume: 97 Pages: 45-53

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2015.05.077

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Not nanocarbon but dispersant induced abnormality in lysosome in macrophagesin vivo2015

    • Author(s)
      Masako Yudasaka, Minfang Zhang, Sachiko Matsumura, Ryota Yuge, Toshinari Ichihashi, Hiroshi Irie, Kiyotaka Shiba,Sumio Iijima
    • Journal Title

      Nanotechnology

      Volume: 26 Pages: 195102-195112

    • DOI

      10.1088/0957-4484/26/19/195102

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Quantitative Evaluation of Size Effect on Macrophage Uptake of Carbon Nanotubes by Optical Absorption Measurement Method2016

    • Author(s)
      張 民芳、鉄羅 奈央子、市樂 佳代、藤田 克英、飯島 澄男、湯田坂 雅子、岡崎 俊也
    • Organizer
      フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2016-02-22 – 2016-02-22
  • [Presentation] 多次元ガン治療のための機能性カーボンナノホーンの開発2016

    • Author(s)
      都 英次郎、Chechetka Svetlana、張 民芳、湯田坂 雅子
    • Organizer
      第50回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2016-02-20 – 2016-02-20
  • [Presentation] The Size of Carbon Nanotubes in Dispersion Determine Their Uptake by Macrophage2016

    • Author(s)
      張 民芳、鉄羅 奈央子、市樂 佳代、藤田 克英、飯島 澄男、湯田坂 雅子、岡崎 俊也
    • Organizer
      第4回ナノバイオシンポジュウム
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Year and Date
      2016-02-16 – 2016-02-16
  • [Presentation] Biodegradation of Single-Wall Carbon Nanohorns2015

    • Author(s)
      Minfang Zhang, Mei Yang, Cyrill Bussy, Kostas Kostarelos, Sumio Iijima, Masako Yudasaka
    • Organizer
      Pacifichem2015
    • Place of Presentation
      Hawaii, Honolulu
    • Year and Date
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High Efficiency Biological Imaging Using (9,4) SWCNTs2015

    • Author(s)
      片浦 弘道、蓬田 陽平、張 民芳、湯田坂 雅子、田中 丈士
    • Organizer
      The 6th A3 Symposium on Emerging Materials
    • Place of Presentation
      Fukuoka, Japan
    • Year and Date
      2015-11-09 – 2015-11-09
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Carbon Nanohorns and Their Application in Nanomedicine2015

    • Author(s)
      Minfang Zhang
    • Organizer
      EMN Open Week 2015
    • Place of Presentation
      Chengdu, China
    • Year and Date
      2015-09-20 – 2015-09-24
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Biodegradation of Carbon Nanohorns in Macrophage Cells2015

    • Author(s)
      Minfang Zhang, Mei Yang, Cyrill Bussy, Kostas Kostarelos, Sumio Iijima, Masako Yudasaka
    • Organizer
      Sixth Symposium on Carbon Nanomaterials Biology, Medicine & Toxicology
    • Place of Presentation
      Nagoya, Japan
    • Year and Date
      2015-06-28 – 2015-07-02
    • Int'l Joint Research
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 単層カーボンナノチューブを含む熱産生脂肪組織造影剤2015

    • Inventor(s)
      湯田坂雅子、蓬田陽平、田中丈士、片浦弘道、張民芳
    • Industrial Property Rights Holder
      湯田坂雅子、蓬田陽平、田中丈士、片浦弘道、張民芳
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-194606
    • Filing Date
      2015-09-30

URL: 

Published: 2017-01-06  

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