• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

腸内細菌叢の組成変容をモニタリングする新規イメージング技術の創製

研究課題

研究課題/領域番号 21K20478
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0401:材料工学、化学工学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

中村 乃理子  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (80910174)

研究期間 (年度) 2021-08-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード有機半導体ポリマーナノ粒子 / 蛍光ナノ粒子 / 腸内細菌 / 細菌イメージング / 細胞イメージング / 有機半導体ポリマー / ナノ沈殿法 / 腸内細菌叢 / 脳腸内細菌軸 / 神経疾患
研究開始時の研究の概要

腸内細菌と中枢神経機能との関連に着目する脳-腸内細菌軸に基づく、神経疾患の病理解明、治療法の開発、早期診断指標の模索への試みが近年注目されている。腸内細菌叢の組成の解析が脳-腸内細菌軸の一部を解明する成果を挙げているが、ゲノム/トランスクリプトーム解析を主とした既往の手法は煩雑かつ高コストである。本研究課題では、疾患に関連した腸内細菌叢の組成変容に着目し、簡便に可視化できるようなイメージング技術の開発を目指す。蛍光分子をナノ粒子として集積化することによる、細胞膜の機能に影響しないラベル化技術を提案する。

研究成果の概要

本研究課題では、腸内細菌叢の組成の変容をリアルタイムで簡便にモニタリングできる新規イメージング技術の開発を目的とし、有機半導体ポリマーナノ粒子(PDot)を用いて腸内細菌をラベル化することによる菌組成の変容の観測を目指した。腸内細菌の機能を阻害せずにラベル化するために、PDotのサイズの最適化は重要である。まず、15~200 nmという広範囲で精密にPDotのサイズを制御する合成手法を確立した。さらに、機能性分子の一つであるDNAと、非特異的な相互作用を抑制するPEGのPDotへの修飾手法を最適化した。菌表面のLPSを認識するアプタマーをPDotに修飾することによる、菌のラベル化が期待される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腸内細菌叢の組成に着目し解析する試みは数多く為されているが、検出手法はDNA/RNA解析が主流であり煩雑かつ高コストな点が課題となっている。そこで、低分子蛍光色素による腸内細菌のラベル化及びイメージングが提案されているが、表面を無数の蛍光色素が覆うことによる細菌の機能への影響が懸念される。ナノ粒子を用いることで細菌の機能への影響を低減したラベル化手法を提案する本研究は新規の試みである。本研究課題において開発された技術によって脳-腸内細菌軸のハイスループットな解明が加速することにより、これまで有効な治療法が確立されていない神経疾患を全身疾患として捉えた新たな治療・診断技術の開発が望まれる。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Selecting optimum miRNA panel for miRNA signature-based companion diagnostic model to predict the response of R-CHOP treatment in diffuse large B-cell lymphoma2023

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Noriko、Hamada Risa、Kaneko Hiromasa、Ohta Seiichi
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 135 号: 4 ページ: 341-347

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2023.01.005

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Facile and wide-range size tuning of conjugated polymer nanoparticles for biomedical applications as a fluorescent probe2022

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Noriko、Tanaka Nobuaki、Ohta Seiichi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 12 号: 19 ページ: 11606-11611

    • DOI

      10.1039/d1ra09101h

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Wide-Range Size Tuning of Conjugated Polymer Nanoparticles for Multi-Color Bioimaging2023

    • 著者名/発表者名
      Noriko Nakamura, Mikito Tokumaru, Seiichi Ohta
    • 学会等名
      AIChE 2023 annual meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] バイオマーカーパネルとしてmiRNAを用いた悪性リンパ腫治療に対するコンパニオン診断モデルの構築2022

    • 著者名/発表者名
      中村乃理子、濵田梨渚、金子弘昌、太田誠一
    • 学会等名
      化学工学会第53回秋季大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 有機半導体ポリマーナノ粒子の精密合成を基盤とする新規画像診断ラベルの開発2021

    • 著者名/発表者名
      中村乃理子、太田誠一
    • 学会等名
      化学工学会第52回秋季大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2021-10-22   更新日: 2024-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi