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糖修飾磁性-プラズモンハイブリッドナノ粒子の創製と細胞内小胞単離技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15J10127
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ナノバイオサイエンス
研究機関北陸先端科学技術大学院大学

研究代表者

高橋 麻里  北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2017年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2015年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードアビジン / トランスフェリン / クラスリン依存性エンドサイトーシス / 磁気分離 / 表面修飾 / オートファゴソーム / イメージング / 多機能性ナノ粒子 / ハイブリッドナノ粒子 / ナノ粒子生成機構 / 耐酸化特性 / 磁気交換バイアス / バイオイメージンング
研究実績の概要

平成28年度までに磁気分離能とイメージング機能を有する、Ag@FeCo@Agコア@シェル@シェル型ナノ粒子を創生し、哺乳動物細胞へトランスフェクションすることで、オートファゴソームに粒子を送達し、オートファゴソームの磁気分離に成功した。その際、粒子表面は親水性ポリマーで被覆されていたが、オートファゴソームの分離において粒子表面の機能化は重要ではなかった。今後、様々なオルガネラの分離に利用可能な汎用性の高い磁気分離技術の構築を考慮すると、粒子表面を任意のリガンドで修飾することが必要となる。
平成29年度は粒子表面へ任意のリガンドの修飾を可能にするために、粒子表面へアビジンを修飾した。アビジンが修飾された粒子はビオチン標識された任意のリガンドを粒子表面へ修飾することが可能となり、磁気分離可能なオルガネラの種類が広がることが期待される。本研究では最終的に粒子表面へトランスフェリンを修飾した。トランスフェリンは細胞内へ鉄イオンを運搬する役割を担うタンパク質である。細胞膜上のトランスフェリン受容体に鉄イオンを保持するトランスフェリンが結合すると、細胞内の異なるオルガネラを経由して最終的に細胞外へ放出される。そこで、トランスフェリン修飾粒子を細胞へエンドサイトーシスにより取り込ませ、標的となるオルガネラへ粒子が送達されるかを調べた。その結果、トランスフェリン修飾ナノ粒子の流体力学的粒径が約170 nmと大きいため、エンドサイトーシスにより効率的に細胞内へ取り込まれなかった可能性が示された。今後の展望として、タンパク質修飾後も流体力学的流径が小さな粒子を作製する為に、粒子表面の配位子やタンパク質修飾過程を改善することが必要となるであろう。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 10件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] ヨッフェ物理学研究所(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ヨッフェ物理学技術研究所(ロシア連邦)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Magnetic Separation of Autophagosomes from Mammalian Cells Using Magnetic-Plasmonic Hybrid Nanobeads2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Mari、Mohan Priyank、Mukai Kojiro、Takeda Yuichi、Matsumoto Takeo、Matsumura Kazuaki、Takakura Masahiro、Arai Hiroyuki、Taguchi Tomohiko、Maenosono Shinya
    • 雑誌名

      ACS Omega

      巻: 2 号: 8 ページ: 4929

    • DOI

      10.1021/acsomega.7b00929

    • NAID

      120006469243

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] AuFePt Ternary Homogeneous Alloy Nanoparticles with Magnetic and Plasmonic Properties2017

    • 著者名/発表者名
      Priyank Mohan, Mari Takahashi, Koichi Higashimine, Derrick M. Mott, Shinya Maenosono
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 33 号: 7 ページ: 1687-1694

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.6b04363

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transition of Exchange Bias from the Linear to Oscillatory Regime with the Progression of Surface Oxidation of Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi, Priyank Mohan, Koichi Higashimine, Derrick M. Mott, Shinya Maenosono
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 120 号: 13 ページ: 134301-134301

    • DOI

      10.1063/1.4963343

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Exchange Bias in Ag/FeCo/Ag Core/Shell/Shell Nanoparticles due to Partial Oxidation of FeCo Intermediate Shell2016

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, P. Mohan, D. M. Mott, S. Maenosono
    • 雑誌名

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials

      巻: 401 ページ: 339-344

    • DOI

      10.1016/j.jmmm.2015.10.050

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Formation Mechanism of Magnetic-Plasmonic Ag@FeCo@Ag Core-Shell-Shell Nanoparticles: Fact is More Interesting Than Fiction2015

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi, Koichi Higashimine, Priyank Mohan, Derrick Mott, and Shinya Maenosono
    • 雑誌名

      CrystEngComm

      巻: 17 号: 36 ページ: 6923-6929

    • DOI

      10.1039/c5ce00394f

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Establishment of Versatile Magnetic Separation of Organelles using Magnetic-Plasmonic Hybrid Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, Y. Wang, K. Mukai, T. Matsumoto, K. Matsumura, M. Takakura, T. Taguchi, H. Arai, S. Maenosono
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 磁性ープラズモンハイブリッドナノ粒子を用いたオートファゴソームの単離2017

    • 著者名/発表者名
      高橋 麻里
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス、神奈川県、横浜市
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Isolation of Autophagosomes Using Magnetic-Plasmonic Hybrid Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会
    • 発表場所
      慶應義塾大学日吉キャンパス、 神奈川県、横浜市
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Imaging and Isolation of Autophagosomes using Magnetic-Plasmonic Hybrid Nanobeads2017

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, P. Mohan, K. Mukai, Y. Takeda, T. Matsumoto, K. Matsumura, M. Takakura, T. Taguchi, S. Maenosono
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Autophagy (The 8th ISA)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Imaging and Isolation of Autophagosomes using Magnetic-Plasmonic Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Hybrid Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, P. Mohan, K. Mukai, Y. Takeda, T. Matsumoto, K. Matsumura, M. Takakura, T. Taguchi, S. Maenosono
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Advamced Materials (IUMRS-ICAM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transition from Linear to Oscillatory Behavior of Exchange Bias Revealed with Progression of Surface Oxidation of Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoparticles2017

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, P. Mohan, D. M. Mott, S. Maenosono
    • 学会等名
      The 15th International Conference on Advamced Materials (IUMRS-ICAM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation Mechanism of Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoparticles: Fact is More Interesting than Fiction2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      The 2016 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2016-11-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transition from Linear to Oscillatory Behavior of Exchange Bias Revealed with Progression of Surface Oxidation of Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      第67回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      北海道教育大学旭川校、北海道、旭川市
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Formation Mechanism of Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoparticles2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      The 2nd International Conference on Polyol Mediated Synthesis (IC-PMS 2016)
    • 発表場所
      滋賀県立大学、滋賀県、彦根市
    • 年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exchange Bias in Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Hybrid Bioprobes Due to Partial Oxidation of FeCo Intermediate Shell2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      E-MRS 2016 Spring Meeting
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2016-05-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Formation Mechanism of Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoprobes Designed for Biomedical Separation/Imaging Applications2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      E-MRS 2016 Spring Meeting
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2016-05-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic-Plasmonic Hybrid Nanoprobes for Isolation of Intracellular Membrane Vesicles2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      E-MRS 2016 Spring Meeting
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2016-05-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exchange Bias in Ag/FeCo/Ag Core/Shell/Shell Nanoparticles due to Partial Oxidation of FeCo Intermediate Shell2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Magnetic-Plasmonic Hybrid Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoprobes for Isolation of Intracellular Membrane Vesicles2016

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      日本化学会第96春季年会
    • 発表場所
      同志社大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Formation Mechanism of Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (PACIFICHEM2015)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Magnetic-Plasmonic Hybrid Ag@FeCo@Ag Core@Shell@Shell Nanoprobes for Isolation of Intracellular Membrane Vesicles2015

    • 著者名/発表者名
      Mari Takahashi
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015 (PACIFICHEM2015)
    • 発表場所
      Honolulu, USA
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単分散Ag@FeCo@Agダブルシェル型ナノ粒子の生成機構~サイズフォーカシングと表面偏析による自発的層構造形成~2015

    • 著者名/発表者名
      高橋麻里
    • 学会等名
      第66回コロイドおよび界面化学討論会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Clinical Applications of Magnetic Nanoparticles2018

    • 著者名/発表者名
      Edited by Nguyen T. K. Thanh
    • 総ページ数
      287
    • 出版者
      CRC Press/Taylor and Francis
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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