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細胞内寄生菌感染症の治療に向けた細胞接着能を有する銀ナノ粒子の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ2520
補助金の研究課題番号 22J15152 (2022)
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金 (2023)
補助金 (2022)
応募区分国内
審査区分 小区分90120:生体材料学関連
研究機関熊本大学

研究代表者

原田 彩花  熊本大学, 自然科学教育部, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2024-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2023年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2023年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2022年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード細菌産生毒素 / 細胞接着性タンパク質 / 銀ナノプレート / 抗菌活性 / 細胞内寄生菌 / サルモネラ菌 / 感染症
研究開始時の研究の概要

細胞内寄生菌感染症の治療には、抗菌物質が細胞内に取り込まれ、抗菌性を発揮させなければならない。しかし、抗菌物質は細胞内に浸透しにくく、細菌による抗菌薬の分解によって抗菌活性が低下するという問題点がある。そこで、高い抗菌性を持つ銀ナノ粒子に注目した。しかし、銀ナノ粒子は生理的条件下で不安定であり、凝集によって抗菌活性が著しく低下する。そこで本研究では、銀ナノ粒子表面にポリエチレングリコールを修飾することで、銀ナノ粒子の分散安定性を向上させる。その後、配位結合によって細胞接着性を有するタンパク質(SubB)を修飾し、SubBの導入率と分散安定性、抗菌活性、細胞取り込みの関係性について明らかにする。

研究実績の概要

令和4年度は、腸管出血性大腸菌O113株が産生するタンパク質毒素(SubAB)のBサブユニット(SubB)の細胞接着性に着目し、高く広い抗菌スペクトルを持つ銀ナノプレート(AgNPLs)に修飾することで細胞内寄生菌に対する抗菌材としての応用を試みた。AgNPLsは湿式還元法にて作製した。Agとチオールが吸着しやすいことを利用して、チオールとカルボキシル基を末端に持つポリエチレングリコール(SH-PEG-COOH)を修飾(PEG-AgNPLs)した。AgNPLs表面のカルボキシル基をニトリロ三酢酸誘導体とニッケルの配位錯体にて化学修飾し、さらにHis-tag介してSubBを結合させた。SubBを修飾したAgNPLs(SubB-AgNPLs)はPEG-AgPLsよりも分散安定性・抗菌性・細胞内取り込みを増強することが確認された。PEG-AgNPLsは細胞内に寄生したサルモネラ菌に対する抗菌性はほとんど示さなかったが、SubB-AgNPLsはサルモネラ菌の生存率を83%減少させた。さらに、興味深いことにサルモネラ菌が感染している細胞のほうが非感染細胞よりもSubB-AgNPLsをより多く取り込むことがわかった。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Modification of Silver Nanoplates with Cell-Binding Subunit of Bacterial Toxin and Their Antimicrobial Activity against Intracellular Bacteria2023

    • 著者名/発表者名
      Ayaka Harada, Wei Xu, Katsuhiko Ono, Hiroyasu Tsutsuki, Kinnosuke Yahiro, Tomohiro Sawa, and Takuro Niidome
    • 雑誌名

      ACS Appl. Bio Mater.

      巻: 未定 号: 9 ページ: 3387-3394

    • DOI

      10.1021/acsabm.3c00019

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 細胞内寄生菌感染症治療に向けた細胞接着性銀ナノ粒子の開発2022

    • 著者名/発表者名
      ◯原田 彩花、上野 太輝、甲斐 雄大、徐 薇、津々木 博康、小野 勝彦、八尋 錦之助、澤 智裕、新留 琢郎
    • 学会等名
      第44回日本バイオマテリアル学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-28   更新日: 2024-03-26  

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