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pH応答性炭酸アパタイトナノ粒子を用いたES細胞の分化制御

研究課題

研究課題/領域番号 11F01350
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 医用生体工学・生体材料学
研究機関東京工業大学

研究代表者

赤池 敏宏  東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 特任教授

研究分担者 HOSSAIN Md. Shariff  東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 外国人特別研究員
HOSSAIN M.S.  東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 外国人特別研究員
HOSSAIN Md.Sharif  東京工業大学, フロンティア研究機構, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2013年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード炭酸アパタイトナノ粒子 / pH応答性ナノ粒子 / 制癌剤のドラッグデリバリー / ドキソルビシン / E-カドヘリン-Fcキメラタンパク / ソノーティング効果 / iPS細胞の非ウィルス的作製法 / Si-RNAデリバリー / 炭酸アパタイト / ES/iPS細胞 / si-RNAデリバリー / E-カドヘリンFcキメラタンパク質 / 細胞用まな板 / Cell-Cooking Plate / 細胞認識性マトリックス / ES細胞 / siRNA / ドキソルビシン-炭酸アパタイトナノ粒子複合体 / E-カドヘリン・Fcキメラタンパク質
研究概要

大阪大学医学部一消化器外科グループとの共同研究で炭酸アパタイト微粒子を200~300nmサイズ以下にまで微細化させることに成功し、これらのナノ粒子の調整時に加えられたドキソルビシン(Dox)や各種DNA、siRNAが定量的に担持されること、さらにそれらのナノ粒子が既に報告済みのpH応答的崩壊と包摂分子の細胞(リボソーム)内放出を示すことを定量的に確認した。これらの①取り込み②細胞内挙動③生理活性発現メカニズム④放出カルシウムの細胞外排出等のプロセスの解析も行った。消化器がん治療等の臨床において使用されるドキソルビシン(DOX)包摂の炭酸アパタイトはin vitro細胞内での取り込みと迅速なpH応答性、分解・放出を経てフリーなDOXの投与の場合より圧倒的に効率的に腫瘍を縮小させ延命効果を発揮させた。(Nature Co㎜unication再審査中)また当研究室(S. Hossainグループ)のもう一つの独創的技術であるカドヘリンキメラタンパク、各種合成糖質高分子等々の新規の細胞接着用マトリックス設計論(マトリックス工学)を応用し、ips細胞作製に通常用いられるマウス胎児繊維芽細胞に対して炭酸アパタイトナノ粒子による遺伝子導入を試みた。細胞マトリックスの一種であるフィブロネクチンをコートした炭酸アパタイトナノ粒子を用いると、遺伝子導入の従来のいかなる方法よりも効率的にips細胞を作成することが出来た。次に当研究室で設計・開発されたE-カドヘリン―Fcキメラタンパク質をコートしたディッシュに前述の成功裏に出現したips細胞コロニーを移し替え、E-カドヘリン―Fcマトリックスのソーティング効果を検討した。E-カドヘリンを発現するiPS細胞のみが接着および増殖した。これはiPS細胞にマトリックス工学を応用した細胞ソーティングの最初の成功例となった。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] PKC activation promotes internalization of DNA-immobilized inorganic nano-crystals by clathrin-dependent endocytosis for efficient transgene exnression in human lymphocytes2013

    • 著者名/発表者名
      Nag K^*, Hossain S^* (^*equal first author), Naznin S, Chowdhury EH
    • 雑誌名

      J. of Nanomed. and Nanotech.

      巻: (In Press) 号: 04

    • DOI

      10.4172/2157-7439.1000174

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bile Acids Increase Levels of microRNAs 221 and 222, Leading to Degradation of CDX2 During Esophageal Carcinogenesis2013

    • 著者名/発表者名
      J. Matsuzaki, H. Suzuki, H. Tsugawa, M. Watanabe, S. Hossain, T. Akaike, T. Hibi, et. al.
    • 雑誌名

      Gastroenterology

      巻: (In Press) 号: 6 ページ: 1300-1311

    • DOI

      10.1053/j.gastro.2013.08.008

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and intracellular delivery of Doxorubicin/Carbonate Apatite Nanocomposites : Effiect on growth retardation of established Colon Tumor.2013

    • 著者名/発表者名
      Hossain S, Yamamoto H, Chowdhury EH, Wu x, Akaike T, et.al
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 号: 4 ページ: e60428-e60428

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0060428

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Knockdown of PLC-gamma-2 and calmodulin 1 genes sensitizes human cervical adenocarcinoma cells to doxorubicin and paclitaxel,2012

    • 著者名/発表者名
      Stanislaus A, Bakhtiar A, Salleh D, Hossain S, Akaike T, Chowdhury EH, et.al
    • 雑誌名

      Cancer Cell Int.

      巻: 12 号: 1 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1186/1475-2867-12-30

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nanoparticles and toxicity in therapeutic delivery : the ongoing debate2011

    • 著者名/発表者名
      Hossain S, Chowdhury EH, Akaike T
    • 雑誌名

      Therapeutic Deliv.

      巻: 2(2) ページ: 125-132

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] pH-sensitive Nano-crystals of Carbonate Apatite for Smart and Efficent Drug/transgene Delivery2013

    • 著者名/発表者名
      Sharif Hossain, T. Akaike
    • 学会等名
      40th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society (CRS)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2013-07-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of 3D culture system for primary hepatocytes, 'Regulation of cell membrane polarity for tissue engineering'2012

    • 著者名/発表者名
      K. Arai, T. Adachi, S. Hossain, T. Akaike, M. Nakamura,
    • 学会等名
      3rd TERMIS World Congress 2012
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2012-09-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Intracellular Regulation of ES/iPS Cells on E-Cad-Fc Engineered Matrix facilitated by Bio-functionalized Nanoparticles of Carbonate Apatite2012

    • 著者名/発表者名
      S. Hossain and T. Akaike,
    • 学会等名
      3rd TERMIS World Congress 2012
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 年月日
      2012-09-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Bio-functionalized pH-sensitive Carbonate Apatite Nanoparticles Facilitated Intracellular Regulation of ES/iPS Cells on E-Cad-Fc Engineered Matrix,2012

    • 著者名/発表者名
      Sharif Hossain and Toshihiro Akaike
    • 学会等名
      39th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society (CRS),
    • 発表場所
      Quebec City, Canada.
    • 年月日
      2012-06-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Novel pH-sensitive Carbonate Apatite Nanoparticles as Intracellular Gene/Drug Transporter,2012

    • 著者名/発表者名
      Sharif Hossain and Toshihiro Akaike
    • 学会等名
      39th Annual Meeting & Exposition of the Controlled Release Society (CRS),
    • 発表場所
      Quebec City, Canada.
    • 年月日
      2012-06-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Design of Super Effective pH-sensitive Carbonate Apatite Nanoparticles as Intracellular Gene/Drug Transporter2011

    • 著者名/発表者名
      Hossain S, Akaike T
    • 学会等名
      The 3rd Asian Biomaterials Congress
    • 発表場所
      Busan, South Korea
    • 年月日
      2011-09-15
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [図書] Bioengineered Nanomaterials2013

    • 著者名/発表者名
      Sharif Hossain, Ezharul Hoque Chowdhury, Toshihiro Akaike
    • 出版者
      Inorganic Nanomaterials of Carbonate apatite as intracellular nucleic acid/drug transporters
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Bioengineered Nanomaterials, Chapter Title : Inorganic Nanomaterials of Carbonate apatite as intracellular nucleic acid/drug transporters,2013

    • 著者名/発表者名
      Sharif Hossain, Ezharul Hoque Chowdhury and Toshihiro Akaike
    • 出版者
      Taylor & Francis Publisher,(In Press)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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