| 研究課題/領域番号 |
21H04634
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
雲林院 宏 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (40519352)
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| 研究分担者 |
松崎 典弥 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (00419467)
金蔵 孝介 東京医科大学, 医学部, 主任教授 (10508568)
猪瀬 朋子 京都大学, 白眉センター, 特定准教授 (10772296)
笠井 均 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30312680)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-05 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
41,730千円 (直接経費: 32,100千円、間接経費: 9,630千円)
2024年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
2023年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2022年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2021年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
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| キーワード | 薬輸送システム / ラマン分光 / 単一細胞解析 / 単一細胞エンドスコピー / membrane-less organelle / 細胞内相分離 / ナノプロドラッグ / 単一分子エンドスコピー / 増強ラマン散乱 / メンブレンレスオルガネラ / 抗がん薬 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細胞内membrane-less organelle (MLO)の機能異常は細胞のがん化に寄与し、低分子量抗がん剤のMLOへの選択的局在化は薬理学的特性や薬剤耐性を決定する要因になり得る可能性がある。しかし、これらの物理化学的要因は不明である。本研究では単一細胞エンドスコピーとプロテオーム解析を併用して、MLOと抗がん剤の分子相互作用、細胞内MLOの生化学的機能・薬理特性との関係を解明することを目的とする。さらに、得られる知見をもとに、特定のMLOに集積する新規抗がん剤分子および薬輸送システムを開発し、薬効効果の向上、薬耐性の回避を目標とした新規創薬への指針を示す。
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| 研究実績の概要 |
単一細胞エンドスコピーとプロテオーム解析を併用することより、抗がん剤などの薬剤分子の細胞内局在、特にMLOへの集積、およびその構成 分子との分子間相互作用を解明し、更にはMLO集積による細胞の生化学的機能・抗がん剤薬理特性との関係を網羅的に解析し、得られた知識を 基に特定のMLOに集積する新規抗がん剤分 子および薬輸送システム(Drug delivery system: DDS) を開発することを目的とする。 細胞内には、構成や機能の異なる様々なMLOが存在し、発がんに重要な 働きをしている。例えばスーパーエンハンサー (構成蛋白: MED1、BRD4等)、mRNAスプラ イシング因子を含む核スペックル(SRSF2等)、ヘテロ クロマチン (HP1 alpha等)、核小体 (FIB1、NPM1等)などが相分離により形成され、それぞれが異なる役割を果たして発がんに寄与する。2021年度は、MLO内物質をラマン散乱検出するための手法を開発した。具体的には、代表者が開発してきた単一細胞エンドスコピー増強ラマン分光を応用し、MLO内での増強ラマン散乱分光を実現するために新たなプローブを開発した（業績論文２，３，７）。また、抗がん剤ターゲットに適したスーパーエンハンサー (構成蛋白: MED1、BRD4等)に発現する蛍光プロテインを構築し、実際にMLO内エンドスコピー増強ラマン分光を確立するための準備を整えた。また、MLO内ダイナミクスを理解するため、蛍光顕微鏡とラマン分光を組みあせて、MLOを模倣したリキッドドロップレット内ダイナミクスの解析を行った（論文投稿中）。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
目標の一つである「単一MLOエンドスコピー増強ラマン分光」の基礎技術は順調に進んでいる。MLOターゲットのDDSの合成にはさらなる最適化が必要であるが、随時分子設計・合成を行っている。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度は、MLO（スーパーエンハンサーなど）内に蓄積すると報告されている抗がん剤分子の、「MLO内エンドスコピー増強ラマン分光を」による検出を目指す。また、MLOを模倣したリキッドドロップレット内ダイナミクスの解析を進め、MLOターゲットDDS設計のためのモデルシステムを確立する。
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