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遺伝子を刺激する磁性ナノ粒子の創製と血管形成療法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15F15030
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 生体医工学・生体材料学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

大矢根 綾子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (50356672)

研究分担者 QUAZI TANMINUL HAQUE SHUBHRA  国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードリン酸カルシウム / DNA / 遺伝子導入 / 過飽和溶液 / ナノコンポジット / トランスフェクション / 磁性粒子 / マグネトフェクション
研究実績の概要

本研究は、細胞への遺伝子導入機能と磁性を併せ示すDNA-磁性酸化鉄-リン酸カルシウム複合粒子を創製することを目的とする。研究代表者らはこれまでに、認可済みの医療用輸液を原料とする、安全性に優れたDNA-リン酸カルシウム複合層の合成技術を開発してきた。本研究では、この合成技術を利用し、磁性酸化鉄とDNAを複合担持させたリン酸カルシウム複合粒子を合成し、in vitroおよびin vivo機能評価を行った。
平成28年度は、昨年度の基礎研究において獲得した合成指針を参考に、DNA(ルシフェラーゼのcDNAを含むプラスミド)および種々の濃度の磁性酸化鉄ナノ粒子(フェルカルボトラン)を添加したリン酸カルシウム過飽和溶液を用いて、DNA-磁性酸化鉄-リン酸カルシウム複合粒子を合成した。過飽和溶液への酸化鉄添加濃度が、得られる複合粒子のサイズ、表面ゼータ電位、酸化鉄およびDNA担持量に与える影響を明らかにし、細胞への遺伝子導入機能を最大化するための複合粒子の合成条件を見出した。最適化された複合粒子はサブミクロンサイズの大きさを持ち、合成後30分以内は分散状態を維持した。また、同複合粒子は、アモルファスリン酸カルシウムよりなるマトリックス中に多数の酸化鉄ナノ粒子を内包し、磁石の作用下において細胞への遺伝子導入機能を向上させた。さらに、マウス一過性脳虚血モデルを用いた予備的な動物実験を実施し、生体内における磁気ターゲティング応用の可能性について検討した。統計的処理に十分な数のデータは得られていないものの、複合粒子のin vivo磁気ターゲティング機能を示唆する予備的な結果が認められた。
得られた複合粒子は、注射による生体内投与の可能なサイズ・分散性を持ち、遺伝子導入機能だけでなく、磁気ターゲティング機能を併せ示すと考えられることから、局所遺伝子治療用導入剤としての応用が期待される。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Calcium Phosphate Nanoparticles Prepared from Infusion Fluids for Stem Cell Transfection: Process Optimization and Cytotoxicity Analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Quazi TH Shubhra, A. Oyane, H. Araki, M. Nakamura and H. Tsurushima
    • 雑誌名

      Biomater. Sci.

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 972-981

    • DOI

      10.1039/c6bm00870d

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Controlled superficial assembly of DNA─amorphous calcium phosphate nanocomposite submicrospheres for surface-mediated gene delivery2016

    • 著者名/発表者名
      A. Oyane, H. Araki, M. Nakamura, Y. Shimizu, Q. T.H. Shubhra, A. Ito, and H. Tsurushima
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces B-Biointerfaces

      巻: 141 ページ: 519-527

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2016.02.010

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stealth Nanoparticles: Drug Delivery2016

    • 著者名/発表者名
      Q. T.H. Shubhra, A. Oyane, M. Nakamura
    • 雑誌名

      Encyclopedia of Biomedical Polymers and Polymeric Biomaterials

      巻: - ページ: 1-11

    • DOI

      10.1081/e-ebpp-120054002

    • ISBN
      1439898790, 1466501790
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Gene Delivery Using Magnetic Calcium Phosphate Nanoparticles Prepared from Medicinal Solutions2017

    • 著者名/発表者名
      Quazi T.H. Shubhra, A. Oyane, H. Araki, M. Nakamura,and H. Tsurushima
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2017年年会
    • 発表場所
      日本大学駿河台キャンパス(東京都千代田区)
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] リン酸カルシウム系足場材料の設計・構築と再生医療応用2017

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 学会等名
      技術情報協会セミナー
    • 発表場所
      技術情報協会(東京都品川区)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 元素を利用したリン酸カルシウムの組成・構造制御とバイオメディカル応用2017

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 学会等名
      元素ブロック高分子材料の創出 第5回合同修士論文発表会
    • 発表場所
      京都リサーチパーク(京都府京都市)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gene Delivery Using Calcium Phosphate Nanoparticles Prepared from Infusion Fluids: Process Optimization and Comparison with Commercial Systems2016

    • 著者名/発表者名
      Quazi T.H. Shubhra, A. Oyane, H. Araki, M. Nakamura,and H. Tsurushima
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学東広島キャンパス(広島県東広島市)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 過飽和溶液を利用したリン酸カルシウム形成技術とバイオメディカル応用2016

    • 著者名/発表者名
      大矢根綾子
    • 学会等名
      第37回数理の翼夏季セミナー
    • 発表場所
      ゆずりはら青少年自然の家(山梨県上野原市)
    • 年月日
      2016-08-17
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fabrication of CaP nanoparticles from infusion fluids for gene delivery: Effect of process variables2016

    • 著者名/発表者名
      Q. T.H. Shubhra, A. Oyane
    • 学会等名
      8th HOPE Meeting
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2016-03-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 大矢根のホームページ

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/a-oyane/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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