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異種細胞間の接着を可能とするナノ両面テープの創製とがん免疫療法への展開

研究課題

研究課題/領域番号 20J20799
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
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関九州大学

研究代表者

大林 洋貴  九州大学, 工学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード両親媒性ペプチド / バイオマテリアル / 超分子 / 細胞 / タンパク質 / 自己集合
研究開始時の研究の概要

人体がもつ免疫機構を利用してがんの治療を目指すがん免疫療法において、近年細胞を医薬品として活用する細胞医療の基礎・臨床研究が進められており細胞機能の制御法が注目されている。細胞機能の活性化には異なる細胞間の近接化が重要であるが、従来法では、標的細胞によっては接着力が弱く活性化が十分ではなかった。本研究では、異なる細胞に対し個別の親和性を持つ二成分の共集合体 (ナノ両面テープ) を用いることによって弱い相互作用を効果的に高める協同効果を活用することで、これまで適用できなかった細胞の標的化を可能とし、細胞医療の適応範囲の拡張をめざす。

研究実績の概要

本研究は、両親媒性ペプチド (PA) と小分子から形成される共集合型超分子に対して2種類の細胞への親和性因子を導入することで、異種細胞同士を近接可能なナノ構造体「ナノ両面テープ」を創製することを目的としている。前年度までに得られた知見を基に、当該年度はA.共集合型超分子の脂質膜に対する相互作用、B.共集合型超分子の非共有結合的なタンパク質吸着特性についての評価を進め、将来的なナノ両面テープの実現につなげることを目的に研究を行った。まずAについては、共集合型超分子が、生体膜にかぎらず人工リン脂質膜に対しても親和性や透過性を示すことを明らかとし、脂質構造体が相互作用の対象であることが示された。また、細胞内への移行メカニズムや、共集合型超分子のサイズによりその速度や内在化効率が影響を受けることについて、リアルタイムイメージングや分子動力学シミュレーションによって検証を進めた。これらの成果について、2件の国内学会および3件の国際学会で発表を行った。そのうち、国際学会であるIUMRS-ICYRAM 2022においては、Young Researcher Awards Silverを受賞した。また、この成果は、現在、筆頭著者として論文執筆を行っており、近く投稿予定である。 Bについては、共集合型超分子表面へのタンパク質の吸着および酵素反応への影響を中心に検討を進めた。特に、細胞内環境に類似した液-液相分離環境下における超分子局在と、超分子への複数酵素吸着による酵素反応速度の向上効果についてまとめた結果について、Chemical Communications誌に投稿し、表紙として採択された。

現在までの達成度 (段落)

令和4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

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Supramolecular localization in liquid?liquid phase separation and protein recruitment in confined droplets2023

    • 著者名/発表者名
      Obayashi Hiroki、Wakabayashi Rie、Kamiya Noriho、Goto Masahiro
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 59 号: 4 ページ: 414-417

    • DOI

      10.1039/d2cc05910j

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Artificial Palmitoylation of Proteins Controls the Lipid Domain-Selective Anchoring on Biomembranes and the Raft-Dependent Cellular Internalization2022

    • 著者名/発表者名
      Uchida Kazuki、Obayashi Hiroki、Minamihata Kosuke、Wakabayashi Rie、Goto Masahiro、Shimokawa Naofumi、Takagi Masahiro、Kamiya Noriho
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 38 号: 31 ページ: 9640-9648

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.2c01205

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] pH-Responsive Self-Assembly of Designer Aromatic Peptide Amphiphiles and Enzymatic Post-Modification of Assembled Structures2021

    • 著者名/発表者名
      Wakabayashi Rie、Higuchi Ayato、Obayashi Hiroki、Goto Masahiro、Kamiya Noriho
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 7 ページ: 3459-3459

    • DOI

      10.3390/ijms22073459

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞内デリバリーにおける形状依存性評価を志向したペプチド-蛍光小分子共集合体の開発2022

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      第38回DDS学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Membrane-permeable hierarchical co-assemblies show direct cellular internalization with size-dependency2022

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      IUMRS-ICYRAM 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 相補的な相互作用を介して形成された共集合体のエネルギー非依存的な脂質膜透過2022

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      第16回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Co-assembly with peptide amphiphiles through complementary hydrogen bonding facilitates non-endocytic cellular internalization of small molecules2022

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      Appche 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hierarchical co-assembly with peptide amphiphiles promotes the non-endocytic delivery of small molecules into membrane-rich organelles2022

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      ACB-ISBE 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液液相分離環境下の超分子構造体の濃縮とタンパク質機能への影響2022

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      第102回日本化学会春季年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内デリバリーにおける形状依存性評価を志向したペプチド-蛍光小分子共集合体の開発2021

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      第37回日本DDS学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 液-液相分離環境下の超分子構造体の相選択性と酵素反応制御2021

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、後藤雅宏、神谷典穂
    • 学会等名
      第15回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Controlled co-assembly system for evaluating the effect of biomaterials shape on the cellular internalization2021

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      PacificChem2021
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Controlled co-assembly of peptide and fluorescent molecule for evaluating the effect of nanomaterial shapes on the intracellular uptake2020

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド-蛍光プローブ共集合体を用いた細胞内移行における形状依存性評価2020

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      第二回水圏若手スクール
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ペプチド-小分子共集合体の構造制御と形状依存的な細胞内デリバリー2020

    • 著者名/発表者名
      大林洋貴、中村光児、若林里衣、神谷典穂、後藤雅宏
    • 学会等名
      化学工学会第86年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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