2015 Fiscal Year Research-status Report
チタニアナノチューブにおける低次元ナノ空間の高次機能開拓とDDSへの応用展開
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26462988
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| Research Institution | Osaka Dental University |
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Principal Investigator |
西田 尚敬 大阪歯科大学, 歯学部, 講師(非常勤) (70448116)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
関野 徹 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (20226658)
岡田 正弘 岡山大学, 医歯(薬)学総合研究科, 准教授 (70416220)
本田 義知 大阪歯科大学, 歯学部, 講師 (90547259)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 酸化チタン / ナノチューブ / DDS / バイオマテリアル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
活性酸素種（ROS）の産生は好気性生物において不可避の現象であり、健康な細胞ではその発生がコントロールされる。酸化ストレス条件下ではROSの産生が劇的に増加し、その結果、膜脂質、タンパク質および核酸に変化が起こり細胞が傷害される。酸化チタンナノチューブ（TNT）は特異的なチューブ構造に起因して光触媒特性が向上しており、UV照射時の活性酸素発生量が多く、活性種が長寿命な材料である。そこで本研究では、TNTのバイオ応用探索研究としてがん治療への応用展開を目的とし、蛍光性プローブを用いてTNTがHeLa細胞に与える影響について検討した。FCMでは、TNTを添加した培地で、核・顆粒などの細胞内構造に関する情報を示すSSC値が高い細胞が多く検出された。TNTにPEG修飾すると、SSC値が極めて高い細胞が多く検出された。また、PEG-TNTとUV照射の併用した培地から、多くの死細胞が検出された。そして、SEMおよびEDXによりTNTが細胞表面に付着していることが確認できた。TNTは、TiO2よりも含水量が約８倍多く、OH基の含有量も約1.5倍多い材料であり、超親水性を示す。そのため容易に細胞への付着および細胞内へ取り込まれたと思われる。さらにPEG修飾により中性溶液中での分散性が向上し、TNT凝集体径も小さくなったことが細胞への付着および取り込みを促進させる結果になったと考えられる。TiO2と比較してTNTはラジカル生成量が多く、強い酸化力を示す。細胞は酸化ストレスを防ぐ複数の機構を備えており、特に癌細胞は効率的な抗酸化機構をもつ。しかし、TNTから生成されたラジカルはHeLa細胞に大きなROSの産生を促し、細胞がそれらを除去する能力が不均衡となったことで酸化ストレスが起こり、酸化還元状態が維持されず細胞死を誘導したと考えられる。
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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
計画していた研究を遂行するにあたり、高分子を扱う専門分野外の実験において学会参加などにより意見交換等を積極的に行い、効率的に実験遂行することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの実験によりチタニアナノチューブががん細胞を損傷させるのに有効であることを明らかとした。次の展開として、チタニアナノチューブの中空空間を利用したDDS担体として高次構造設計および細胞影響評価を行なっていく予定である。具体的には、ナノ材料化学が専門である分担研究者と積極的に討論を行い、抗がん剤であるシスプラチンおよびドキソルビシンを様々な手法によりチタニアナノチューブへ内包し、表面制御により徐放性を付与する。 また、DDS担体として設計されたチタニアナノチューブによるがん細胞への影響を評価する上で、バイオマテリアルが専門の研究分担者とも積極的に連絡を取り合い、研究の効率化を図る予定である。
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| Causes of Carryover |
積極的な既存消耗品材料の使用による節約および効率的に実験が遂行できたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
積極的な学会発表および論文公表を行う予定である。
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