細胞機能解析バイオデバイスとしての生体親和型ポリマーナノ粒子の創製

• 研究課題/領域番号: 21300176
• 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: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 石原 一彦 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90193341)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円); 2009年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: ナノ粒子 / 細胞機能 / 生体親和性 / リン脂質ポリマー / 量子ドット / 磁性粒子 / 細胞膜透過ペプチド / ポリマーナノ粒子 / オクタアルギニン / バイオマテリアル / 細胞機能解析

研究概要

新しい細胞機能解析バイオデバイスとしてのポリマーナノ粒子を創製した。すなわち、ポリマーナノ粒子表面を細胞膜類似構造のリン脂質ポリマーで被覆し、さらに内部に分光学的方法で安定に識別できる量子ドットを導入した。この表面に特異的に生理活性バイオ分子を結合することで、その分子の細胞機能に与える効果のみ明確に測定・判別した。リン脂質ポリマーの効果で、細胞内に全く取り込まれないことを世界で初めて実証した。また、細胞内へのナノ粒子の取り込みには、表面に結合するポリペプチドの化学構造、組成、密度などが重要な役割を果すことを見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] Biomimetic polymer nanoparticles embedding quantum dots (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara, Y. Goto, R. Matsuno
  • 雑誌名: MRS Proceedings1357 巻: 1357
  • DOI: 10.1557/opl.2011.1505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum dots covered with pH responsive and biocompatible phospholipid polymer for trafficking in endocytosis process (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Masuda, R. Matsuno, T. Konno, M. Takai, K. Ishihara
  • 雑誌名: Trans Mater Res Soc 36 ページ: 265-268
  • NAID: 130005004143
  • URL: http://mrs-j.org/home/ja/backnumber
• [雑誌論文] Integrated functional nanocolloids covered withartificial cell membranes for biomedical applications (2011)
  • 著者名/発表者名: R. Matsuno, K. Ishihara
  • 雑誌名: Nano Today 6 巻: 6(1) 号: 1 ページ: 61-74
  • DOI: 10.1016/j.nantod.2010.12.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel polymer biomaterials and interfaces inspired from cell membrane functions (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara, Y. Goto, R. Matsuno, Y. Inoue, T. Konno
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta-General1810 巻: 1810(3) 号: 3 ページ: 268-275
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2010.04.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantum dots covered with pH responsive and biocompatible phospholipid polymer for trafficking in endocytosis process (2011)
  • 著者名/発表者名: Kouichi Masuda, Ryosuke Matsuno, Tomohiro Konno, Madoka Takai, Kazuhiko Ishihara
  • 雑誌名: Trans Mater Res Soc Jan 巻: 36(2) ページ: 265-268
  • NAID: 130005004143
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel polymer biomaterials and interfaces inspired from cell membrane functions (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara, Yusuke Goto, Ryosuke Matsuno, Yuuki Inoue, Tomohiro Konno
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta-General 巻: 1810 ページ: 268-275
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integrated functional nanocolloids covered with artificial cell membranes for biomedical applications (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Matsuno, Kazuhiko Ishihara
  • 雑誌名: Nano Today 巻: 6 ページ: 61-74
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Cytocompatiblei ntracellular pH-imaging fluorescence probe composed of quantum dot and phospholipid polymer (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Masuda, R. Matsuno, T. Konno, M. Takai, K. Ishihara
  • 雑誌名: Trans Mater Res Soc35 ページ: 147-150
  • URL: http://mrs-j.org/home/ja/backnumber
• [雑誌論文] Cell-penetrating macromolecules : Direct penetration of amphipatic phospholi pidpolymers across plasma membrane of livingcells (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Goda, Y. Goto, K. Ishihara
  • 雑誌名: Biomaterials 31 巻: 31 号: 8 ページ: 2380-2387
  • DOI: 10.1016/j.biomaterials.2009.11.095
• [雑誌論文] Molecularintegrated phospholipid polymer nanoparticles with highly biofunctionality (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Matsuno, K. Ishihara
  • 雑誌名: Macromol 巻: 279 号: 1 ページ: 125-131
  • DOI: 10.1002/masy.200950519
• [雑誌論文] High-sensitive analysis of oligopeptide-induced cell penetration using phospholipid polymer nanoparticles containing quantum dots (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Goto, R. Matsuno, T. Konno, M. Takai, K. Ishihara
  • 雑誌名: Trans. Mater. Res. Soc. 巻: 34 ページ: 189-192
  • NAID: 130005003954
  • URL: http://mrs-j.org/home/ja/backnumber
• [雑誌論文] High-Sensitive Analysis of Oligopeptide-Induced Cell Penetration Using Phospholipid Polymer Nanoparticles Containing Quantum Dots (2009)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Goto, Ryosuke Matsuno, Tomohiro Konno, Madoka Takai, Kazuhiko Ishihara
  • 雑誌名: Trans.Mater.Res.Soc. 34 ページ: 189-192
  • NAID: 130005003954
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular-Integrated Phospholipid Polymer Nanoparticles with Highly Biofunctionality (2009)
  • 著者名/発表者名: Ryosuke Matsuno, Kazuhiko Ishihara
  • 雑誌名: Macromol. Symp. 279 ページ: 125-131
  • 査読あり
• [学会発表] 高効率・高精度で細胞機能評価が可能なリン脂質ポリマー被覆磁気ビーズの創製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田義人、金野智浩、坂田利弥、石原一彦
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] Inhibition of inflammatory on phospholipid polymer-coated nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara, Y. Goto, R. Matsuno, Y. Inoue, T. Konno, M. Takai
  • 学会等名: Society for Biomaterals Annual Meeting
  • 発表場所: Orland(USA)
  • 年月日: 2011-04-13
• [学会発表] Inhibition of Inflammatory on Phospholipid Polymer-coated Nanoparticles (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara, Yusuke Goto, Ryosuke Matsuno, Yuuki Inoue, Tomohiro Konno, Madoka Takai
  • 学会等名: Society for Biomaterals 2011 Annual Meeting and Exposition
  • 発表場所: Orland (USA)
  • 年月日: 2011-04-13
• [学会発表] Quantum dots covered with bioconpatible phospholi pidpolymerfor imaging of the bionoleculetrafficking (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Masuda, R. Matsuno, T. Konno, M. Takai, K. Ishihara
  • 学会等名: 日本MRS学会学術大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] Quantum dots covered with bioconpatible phospholipid polymerfor imaging of the bionolecule trafficking (2010)
  • 著者名/発表者名: Kouichi Masuda, Ryosuke Matsuno, Tomohiro Konno, Madoka Takai, Kazuhiko Ishihara
  • 学会等名: 日本MRS学会学術大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2010-12-21
• [学会発表] 細胞内環境応答型分子イメージングを特徴とするリン脂質ポリマー被覆量子ドットの創製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増田紘一,松野亮介,金野智浩,高井まどか,石原一彦
  • 学会等名: 日本バイオマテリアル学会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2010-11-29
• [学会発表] Polymer nanoparticles with bioinspired surface as cell analyzing device (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara
  • 学会等名: 5th SBE International Conference on Bioengin eering and Nanotechnology 2010(ICBN2010)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Polymer Nanoparticles with Bioinspired Surface as Cell Analyzing Device (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara
  • 学会等名: 5th SBE International Conference on Bioengin eering and Nanotechnology 2010 (ICBN2010)
  • 発表場所: Singapore (Republic of Singapore)
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] 細胞膜模倣ポリマーマテリアルのナノバイオ機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦
  • 学会等名: 日本膜学会シンポジウム(20100514)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-14
• [学会発表] 細胞膜模倣ポリマーマテリアルのナノバイオ機能 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦
  • 学会等名: 日本膜学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-14
• [学会発表] Molecular integration for preparing cytocompatible phospholipid polymer nanoparticles embedding quantum dots as cell-specific imaging probe (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara
  • 学会等名: 10th International Symposium on Biomimetic Materials Processing(BMMP-10)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-01-27
• [学会発表] Quantum dots embedding polymer nanoparticles covered with artificial cell membrane by molecular integration process (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara
  • 学会等名: Processing and Fabrication of Advanced Materials(PFAM-18)
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-12-14
• [学会発表] Quantum Dots Embedding Polymer Nanoparticles Covered with Artificial Cell Membrane by Molecular Integration Process (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara
  • 学会等名: Processing and Fabrication of Advanced Materials(PFAM-18)
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-12-14
• [学会発表] Bioinspired phospholipidpolymer surfaces for nanobiodevices (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara
  • 学会等名: Swiss/Japan NanoBio Symposium
  • 発表場所: Lausanne(Swiss)
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] Bioinspired phospholipid polymer surfaces for nanobiodevices (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara
  • 学会等名: Swiss/Japan NanoBio Symposium
  • 発表場所: Lausanne Swiss
  • 年月日: 2009-09-11
• [学会発表] バイオイメージングツールとしての生体親和型ナノ粒子"第11回マイクロ化学研究会セミナー (2009)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-08-18
• [学会発表] バイオイメージングツールとしての生体親和型ナノ粒子 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石原一彦
  • 学会等名: 第11回マイクロ化学研究会セミナー
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-08-18
• [学会発表] Novel Stable Fluorescence nanoparticles covered with biocompatible phospholipid polymers and specific biomolecules (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara, Y. Goto, R. Matsuno, T. Konno, M. Takai
  • 学会等名: Controlled Release Society Annual Meeting
  • 発表場所: Copenhagen(Denmark)
  • 年月日: 2009-07-18
• [学会発表] Novel Stable Fluorescence Nanoparticles Covered with Biocompatible Phospholipid Polymers and Specific Biomolecules (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara, Yusuke Goto, Ryosuke Matsuno, Tomohiro Konno, Madoka Takai
  • 学会等名: Controlled Release Society Annual Meeting
  • 発表場所: Copenhagen Denmark
  • 年月日: 2009-07-18
• [学会発表] Bioinspired phospholi pidpolymer surfaces for nanobiodevices (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara
  • 学会等名: Frontier of Biomedical Polymer Science2009
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] Bioinspired phospholipid polymer surfaces for nanobiodevices (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara
  • 学会等名: Frontier of Biomedical Polymer Science 2009
  • 発表場所: 三島
  • 年月日: 2009-05-22
• [学会発表] Novel stable fluorescence nanoparticles covered with biocompatible phospholipid polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Ishihara, Y. Goto, R. Matsuno, T. Konno, M. Takai
  • 学会等名: Society for Biomaterials Annual Meeting
  • 発表場所: San Antonio(USA)
  • 年月日: 2009-04-21
• [学会発表] Novel stable fluorescence nanoparticles covered with biocompatible phospholipid polymers (2009)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiko Ishihara, Yusuke Goto, Ryosuke Matsuno, Tomohiro Konno, Madoka Takai
  • 学会等名: Society for Biomaterials Annual Meeting
  • 発表場所: San Antonio USA
  • 年月日: 2009-04-21
• [備考]
  • URL: http://www.mpc.t.u-tokyo.ac.jp/ishihara/theme/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.mpc.t.u-tokyo.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.mpc.t.u-tokyo.ac.jp
• [備考]
  • URL: http://www.mpc.t.u-tokyo.ac.jp