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安全な光治療・光細胞機能操作を可能にするナノ-バイオ界面の創製

研究課題

研究課題/領域番号 17H03047
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機能物性化学
研究機関富山県立大学

研究代表者

村上 達也  富山県立大学, 工学部, 教授 (90410737)

研究分担者 梅山 有和  京都大学, 工学研究科, 准教授 (30378806)
濱田 勉  北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (40432140)
高田 耕児  富山県産業技術研究開発センター, その他部局等, 主任研究員 (40530621)
石館 文善  京都大学, 高等研究院, 研究員 (70793561)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2017年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
キーワード表面化学 / コロイド科学 / 光機能材料 / バイオマテリアル / 光線力学効果 / 光線温熱効果 / 脂質膜融合 / 細胞工学 / 光応答性ナノ材料 / 脂質膜
研究成果の概要

近年のナノテクノロジーの進歩によってさまざまな光応答性ナノ材料が作製されるようになった。本研究課題では、それらの中で、生体への影響が少ない近赤外光を吸収し、活性酸素あるいは熱を生成する材料に注目した。それらの表面を生体材料で被覆することで生理的条件下でも上記の機能を発現させることを目指した。生体材料として、われわれの血中に存在する高密度リポタンパク質に注目し、さまざまな変異体を試験管内で作製した。この結果、生理的条件下において、前者では持続的な活性酸素種を光生成させることに成功し、後者では細胞内シグナル伝達に重要な役割を果たす細胞膜構造(より具体的には、脂質ラフト)を光制御する技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光応答性ナノ材料は、太陽電池や集積回路等のエレクトロニクス分野だけでなく、生物医学分野でも有用である。それらは、例えば、疾患の光治療や光細胞機能操作において重要な役割を果たす。一方で、それらは水には分散しないため、材料の表面を細胞毒性の少ない方法で処理することが必須である。本研究課題では、コレステロール逆輸送・抗炎症・抗酸化作用などの生理活性を持つ生体材料をさまざまに改変し、光応答性ナノ材料の表面修飾剤として用いることで、がんとアルツハイマー病に対する新しい光治療を提案すると共に、その過程でbioactive surfaceという新たな概念を提唱するに至った。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 6件、 招待講演 4件) 備考 (4件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [国際共同研究] University of Basel/Pharmacenter/Department of Pharmaceutical Technology(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Potential of Lipoprotein-Based Nanoparticulate Formulations for the Treatment of Eye Diseases2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, R.; Murakami, T.
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 43 号: 4 ページ: 596-607

    • DOI

      10.1248/bpb.b19-00858

    • NAID

      130007825271

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2020-04-01
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Membrane fusogenic high-density lipoprotein nanoparticles2020

    • 著者名/発表者名
      Kim, H.; Nobeyama, T.; Honda, S.; Yasuda, K.; Morone, N.; and Murakami, T.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Acta - Biomembrane 2019, 1861, 183008.

      巻: 1861 号: 10 ページ: 183008-183008

    • DOI

      10.1016/j.bbamem.2019.06.007

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Urea-assisted reconstitution of discoidal high-density lipoprotein2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, R.; Saito, M.; Shibukawa, S.; Sumino, A.; Nakano, M.; Murakami, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 59 号: 15 ページ: 1455-1464

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00075

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sustained photodynamic effect of single chirality-enriched single-walled carbon nanotubes2020

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, R.; Umeyama, T.; Tsujimoto, M.; Ishidate, F.; Tanaka, T.; Kataura, H.; Imahori, H.; Murakami, T.
    • 雑誌名

      Carbon

      巻: 161 ページ: 718-725

    • DOI

      10.1016/j.carbon.2020.02.002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effects of the Peripheral Substituents, Central Metal, and Solvent on the Photochemical and Photophysical Properties of 5,15-Diazaporphyrins2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Omomo, Ryosuke Fukuda, Tomoaki Miura, Tatsuya Murakami, Tadaaki Ikoma, and Yoshihiro Matano
    • 雑誌名

      ChemPlusChem

      巻: 84 号: 6 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1002/cplu.201900087

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Colloidal stability of lipid/protein-coated nanomaterials in salt and sucrose solutions2018

    • 著者名/発表者名
      Nobeyama, T.; Mori, M.; Shigyou, K.; Takata, K.; Pandian, G.N.; Sugiyama, H.; Murakami, T.
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 3 号: 28 ページ: 8325-8331

    • DOI

      10.1002/slct.201801180

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-density lipoprotein mutant eye drops for the treatment of posterior eye diseases2017

    • 著者名/発表者名
      Suda Kenji、Murakami Tatsuya、Gotoh Norimoto、Fukuda Ryosuke、Hashida Yasuhiko、Hashida Mitsuru、Tsujikawa Akitaka、Yoshimura Nagahisa
    • 雑誌名

      Journal of Controlled Release

      巻: 266 ページ: 301-309

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2017.09.036

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA nanotechnology-based composite-type gold nanoparticle-immunostimulatory DNA hydrogel for tumor photothermal immunotherapy2017

    • 著者名/発表者名
      Yata Tomoya、Takahashi Yuki、Tan Mengmeng、Nakatsuji Hirotaka、Ohtsuki Shozo、Murakami Tatsuya、Imahori Hiroshi、Umeki Yuka、Shiomi Tomoki、Takakura Yoshinobu、Nishikawa Makiya
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 146 ページ: 136-145

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2017.09.014

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Surface chemistry for cytosolic gene delivery and photothermal transgene expression by gold nanorods2017

    • 著者名/発表者名
      Nakatsuji Hirotaka、Kawabata Galbraith Kelly、Kurisu Junko、Imahori Hiroshi、Murakami Tatsuya、Kengaku Mineko
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-017-04912-1

    • NAID

      120006323754

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Photodynamic Action of Single-Walled Carbon Nanotubes2017

    • 著者名/発表者名
      Murakami Tatsuya
    • 雑誌名

      CHEMICAL & PHARMACEUTICAL BULLETIN

      巻: 65 号: 7 ページ: 629-636

    • DOI

      10.1248/cpb.c17-00120

    • NAID

      130006772508

    • ISSN
      0009-2363, 1347-5223
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Strategy to Attain Remarkably High Photoinduced Charge-Separation Yield of Donor-Acceptor Linked Molecules in Biological Environment via Modulating Their Cationic Moieties2017

    • 著者名/発表者名
      N. Cai, Y. Takano, T. Numata, R. Inoue, Y. Mori, T. Murakami, and H. Imahori
    • 雑誌名

      J. Phys. Chem. C

      巻: 121 号: 32 ページ: 17457-17465

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.7b04466

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hexaphyrin as a potential theranostic dye for photothermal therapy and 19F magnetic resonance imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro HIGASHINO, Hirotaka NAKATSUJI, Ryosuke FUKUDA, Haruki OKAMOTO, Hirohiko IMAI, Tetsuya Matsuda*, Hidehito TOCHIO, Masahiro SHIRAKAWA*, Nikolai V. TKACHENKO, Mitsuru HASHIDA, Tatsuya MURAKAMI*, and Hiroshi IMAHORI*
    • 雑誌名

      Chembiochem

      巻: - 号: 10 ページ: 951-959

    • DOI

      10.1002/cbic.201700071

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] ディスク状脂質ドラッグキャリアの作製・保存法の開発2019

    • 著者名/発表者名
      福田 亮介、齊藤 実央、島 瑠美奈、角野 歩、村上 達也
    • 学会等名
      第35回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ディスク状脂質ドラッグキャリアの1ステップ作製法の確立とその形成メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      齊藤 実央、福田 亮介、角野 歩、村上 達也
    • 学会等名
      第35回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Deformation and formation of Lo phase domains on cell-sized liposome with membrane-adhesive plasmonic nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Nobeyama, T.; Shigyo, K.; Nakatsuji, H.; Sugiyama, H.; Hamada, T.; Murakami, T.
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 谷 美沙季、延山 知弘、福田 亮介、加藤 康夫、野村 泰治、村上 達也2019

    • 著者名/発表者名
      植物細胞とリポタンパク質ドラッグキャリアの相互作用に関する基礎的研究
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 脂質/タンパク質ドラッグキャリアの1ステップ作製2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤 実央、福田 亮介、角野 歩、村上 達也
    • 学会等名
      第34回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内ドラッグデリバリーシステムを基盤とする光細胞工学2018

    • 著者名/発表者名
      村上 達也
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] High-Density Lipoprotein Mutant Eye Drops for the Treatment of Age-Related Macular Degeneration2018

    • 著者名/発表者名
      村上 達也
    • 学会等名
      The 5th Toyama-Basel Joint Symposium on Pharmaceutical Research and Drug Development
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノリポタンパク質製剤の簡便作製法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      福田 亮介、齊藤 実央、角野 歩、村上 達也
    • 学会等名
      2018年度高分子学会北陸支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Lyophilization of Nano-Lipo Eye Drops and Its Effects on the Physicochemical Properties2018

    • 著者名/発表者名
      福田 亮介、島 瑠美奈、齊藤 実央、村上 達也
    • 学会等名
      The 5th Toyama-Basel Joint Symposium on Pharmaceutical Research and Drug Development
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Manipulation of Model Lipid Rafts on Cell-Sized Liposomes by Using Plasma Membrane-Adhesive Gold Nanorods2018

    • 著者名/発表者名
      延山 知弘、執行 航希、中辻 博貴、杉山 弘、濱田 勉、村上 達也
    • 学会等名
      The 5th Toyama-Basel Joint Symposium on Pharmaceutical Research and Drug Development
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] One Step Reconstitution of Lipid/Protein-Drug Carrier2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤 実央、福田 亮介、角野 歩、村上 達也
    • 学会等名
      The 5th Toyama-Basel Joint Symposium on Pharmaceutical Research and Drug Development
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脂質/タンパク質ドラッグキャリアの1ステップ作製2018

    • 著者名/発表者名
      齊藤 実央、福田 亮介、角野 歩、村上 達也
    • 学会等名
      第34回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質/脂質複合ナノ材料による薬物送達2017

    • 著者名/発表者名
      村上 達也
    • 学会等名
      高分子学会北陸支部平成29年度富山地区講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optical Manipulation of Cell Function with Carbon and Gold Nanomaterials2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Murakami
    • 学会等名
      CiRA (京大iPS研) Open Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高比重リポタンパク質変異体点眼製剤の凍結乾燥保存に関する初期検討2017

    • 著者名/発表者名
      島 瑠美奈、福田 亮介、村上 達也
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子導入と光発現誘導を可能にする金ナノ粒子2017

    • 著者名/発表者名
      村上 達也、中辻 博貴、Kelly Galbraith、栗栖 純子、今堀 博、見学 美根子
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 膜親和性金ナノ粒子を用いたモデル脂質ラフトの集合離散の制御2017

    • 著者名/発表者名
      延山 知弘、執行 航希、中辻 博貴、杉山 弘、濱田 勉、村上 達也
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 近赤外光照射された単層カーボンナノチューブによりアミロイドベータ部分ペプチド凝集体は分解される2017

    • 著者名/発表者名
      福田 亮介、梅山 有和、今堀 博、村上 達也
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脂質とタンパク質からなる生体ナノ粒子のワンステップ再構成法2017

    • 著者名/発表者名
      齊藤 実央、福田 亮介、角野 歩、村上 達也
    • 学会等名
      第39回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] モデル脂質膜の相状態を制御する血清タンパク質被覆金ナノ粒子2017

    • 著者名/発表者名
      延山 知弘、執行 航希、中辻 博貴、杉山 弘、濱田 勉、村上 達也
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会10.0
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] High-density lipoprotein nanocarriers for posterior eye diseases2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Murakami, Kenji Suda, Norimoto Gotoh, Akitaka Tsujikawa
    • 学会等名
      2017 CRS Annual Meeting & Exposition
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高比重リポタンパク質変異体を用いた後眼部ドラッグデリバリー2017

    • 著者名/発表者名
      村上 達也、須田 謙史、後藤 謙元、辻川 明孝
    • 学会等名
      第33回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] HDL変異体による後眼部ドラッグデリバリー治療の評価2017

    • 著者名/発表者名
      須田 謙史、村上 達也、後藤 謙元、辻川 明孝
    • 学会等名
      第121回日本眼科学会総会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      https://www.pu-toyama.ac.jp/BR/murakami/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 富山県立大学 村上研究室HP

    • URL

      https://www.pu-toyama.ac.jp/BR/murakami/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 富山県立大学工学部医薬品工学科村上研究室ホームページ

    • URL

      http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/murakami/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 富山県立大学工学部医薬品工学科ホームページ

    • URL

      http://www.pu-toyama.ac.jp/PH/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 薬物デリバリーキャリアおよびこれを用いる医薬組成物2020

    • 発明者名
      村上達也,Sawangrat Kasirawat,他5名
    • 権利者名
      村上達也,Sawangrat Kasirawat,他5名
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2020-036022
    • 出願年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [産業財産権] 眼用医薬組成物2017

    • 発明者名
      池田華子、村上達也、垣塚彰、吉村長久、須田謙史、三輪裕子
    • 権利者名
      池田華子、村上達也、垣塚彰、吉村長久、須田謙史、三輪裕子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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