研究課題
基盤研究(B)
微弱な電場の印加によってナノ粒子が細胞膜を低侵襲で直接透過する現象について、分子動力学シミュレーションおよび人工細胞膜実験の双方から調べた。シミュレーション結果を解析した結果、以下のナノ粒子細胞膜透過機構を明らかにした。ナノ粒子が細胞膜表面に付着した際、ナノ粒子と細胞膜との接触界面において膜電位が局所的に増強され、これがナノ粒子の細胞膜透過を引き起こすことが分かった。さらに、微弱な電場印可でもナノ粒子が細胞膜を透過することを実験でも確認することができた。
細胞にダメージを与えることなく、細胞内に物質を直接送達することは、理想的な送達方法である。ここで、物質が細胞膜を透過する際に生じてしまう欠損をできるだけ小さくし、ナノメートルスケールにすることができれば、理想的な低侵襲送達が実現できると思われる。本研究で得られた知見は、外部から印可した微弱な電場に、ナノ粒子の表面電位を重畳させることで、前述したナノメートルスケールの細胞膜穿孔を実現できる可能性も示唆している。
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