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カーボンナノチューブの細胞膜透過特性を利用した抗癌治療の応用開発

研究課題

研究課題/領域番号 12F02108
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 歯科医用工学・再生歯学
研究機関北海道大学

研究代表者

赤坂 司 (2013)  北海道大学, 大学院歯学研究科, 准教授

亘理 文夫 (2012)  北海道大学, 大学院・歯学研究科, 特任教授

研究分担者 CHEN. X.  北海道大学, 大学院歯学研究科, 外国人特別研究員
CHEN X.  北海道大学, 大学院・歯学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードカーボンナノチューブ / ATP結合カセット輸送体 / c-Myc転写因子 / 抗癌剤 / 多剤耐性 / ナノダイアモンド / ポリグリセロール / ステルス性 / 抗癌治療 / 化学療法 / 細胞膜透過性 / 蛋白質吸着 / P-糖蛋白質
研究概要

抗癌剤を長間使用すると多剤耐性が発現し、次第に抗癌剤の薬効が減衰する。抗癌剤の作用を保持し癌化学療法の治療効果を上げるには、この多剤耐性を抑制する必要がある。本研究では、代表的なナノマテリアルであるカーボンナノチューブ(CNT)の糖鎖・蛋白質吸着性、細胞膜透過性というユニークな特性に着目し、多剤耐性原因因子の吸着・制御による抗癌治療の高効率化を目的とした。今年度は、2種類のナノカーボン、(1)CNTと(2)ナノダイアモンド(ND)について抗癌薬剤への応用研究を行い、それぞれ新しい進展が得られた。
(1)CNTの多剤耐性抑制効果 : 癌細胞から薬剤を細胞外へ早期に排出させ、抗癌剤の細胞内滞留時間を低減し薬効を減じ、多剤耐性の原因となる因子として細胞膜のポンピング作用を司る蛋白質P-グリコプロテイン(PGP)や多剤耐性関連蛋白質(MRP)がある。CNTを投与すると透過型電子顕微鏡(TEM)観察から細胞内取込が確認され、投与量とともに、m-RNA, PGP総蛋白量、免疫染色のいずれのレベルでもこれらの蛋白量の低下が認められた。これはCNTの抗癌剤の多剤耐性抑制効果のメカニズムの直接的な解明である。
(2)NDのDDS応用のためのステルス性付与 : 現在、開発中のドラッグデリバリーシステム(DDS)においてはターゲット癌組織に至る前に、マクロファージ等の免疫細胞により異物と見なされ捕捉貧食されてれしまうという問題点がある。この問題をいかに回避するかというのは現時点における課題であるが、今回薬剤担体として用いたナノダイアモンドについて表面をポリグリセロール(PG)でコーティングすることにより、異物と認識されず貪食を回避できるステルス性を獲得することが示された。これはDDSの臨床応用にきわめて重要である。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Platinum on Nanodiamond : A Promising Prodrug Conjugated with Stealth Polyglycerol, Targeting peptide, and Acid-Responsive Antitumor Drug2014

    • 著者名/発表者名
      L. Zhao, Y, Xu, H. Qin, S. Abe, T. Akasaka, T. Chano, F. Watari, T. Kimura, N. Komatsu, X, Chen
    • 雑誌名

      Adv Funct Mater.

      巻: (印刷中) 号: 34 ページ: 5348-5357

    • DOI

      10.1002/adfm.201304298

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polyglycero1-coated nanodiamond as a macrophage-evading Platform for selective drug delivery in cancer cells2014

    • 著者名/発表者名
      L. Zhao, Y. Xu, S, Abe, T. Akasaka, T. Watari, T. Kimura, N. Komatsu, X, Chen
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 35(20) 号: 20 ページ: 5393-5406

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2014.03.041

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Inhibition of P-glycoprotein by multi-walled carbon nanotubes in Caco-2 cells2013

    • 著者名/発表者名
      Xiao Chen, Fumio Watari.
    • 学会等名
      The 61th General Session of the Japanese Society for Dental Materials and Devices
    • 発表場所
      Funabori, Tokyo, Japan.
    • 年月日
      2013-04-12
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Inhibition of P-glycoprotein by multi-walled carbon nanotubes in Caco-2 cells2013

    • 著者名/発表者名
      Xiao Chen, Fumio Watari
    • 学会等名
      The 61st General Session of the Japanese Society for Dental Materials and Devices
    • 発表場所
      Tower Hall Funabori, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2013-04-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Selective cellular uptake of functionalized fluorescent nanodiamonds2013

    • 著者名/発表者名
      Xiao Chen, Fumio Watari
    • 学会等名
      The 7th Annual Meeting of Nano Biomedical Society
    • 発表場所
      Kyoto TERRSA, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-01-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Differential effects of MWCNTs and C60 0n transport activity of cell membrane Pgp and MRP in astrocytes2012

    • 著者名/発表者名
      Xiao Chen, Fumio Watari
    • 学会等名
      The 24th Symposium and Annual Meeting of International Society for Ceramics in Medicine
    • 発表場所
      Kyushu University, Fukuoka, Japan
    • 年月日
      2012-10-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Albumin modifies multiwalled carbon nanotubes' interaction with the cell membrane and their effect on active drug efflux2012

    • 著者名/発表者名
      Xiao Chen, Fumio Watari
    • 学会等名
      The 6th Annual Meeting of Nano Biomedical Society
    • 発表場所
      AIST, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2012-07-09
    • 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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