タンパク質内包光開裂性ナノ粒子を用いた細胞内タンパク質の制御と病態モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 24390007
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理系薬学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 加藤 大 東京大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (30332943)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2014年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2013年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円); 2012年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
• キーワード: ナノ粒子 / タンパク質 / 細胞 / 光 / 機能制御 / 病態モデル

研究成果の概要

細胞内反応の詳細を調べるために、機能性物質を内包した状態で細胞膜を通過し、光照射によって内包物質を放出する光応答性ナノ粒子を開発した。本ナノ粒子を用いて、細胞内で機能するタンパク質の量を変化させ、細胞の応答反応の違いを比較した。機能性物質内包光応答性ナノ粒子は、細胞内反応の解析に有効なツールになることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Spatiotemporal activation of molecules within cells using silica nanoparticles responsive to blue-green light (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Amamoto, Y. Hirata, H. Takahashi, M. Kamiya, Y. Urano, T. Santa, M. Kato
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. B 巻: 3 号: 37 ページ: 7427-7433
  • DOI: 10.1039/c5tb01165e
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Surfactant-free aqueous preparation from a star polymer of size-controlled nanoparticles with encapsulated functional molecules (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Shibata, T. Santa, M. Kato,
  • 雑誌名: RSC Advances 巻: 5 号: 81 ページ: 65909-65912
  • DOI: 10.1039/c5ra12205h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparison of the migration behavior of nanoparticles based on polyethylene glycol and silica using micellar electrokinetic chromatography (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Kato, M. Sasaki, Y. Ueyama, A. Koga, A. Sano, T. Higashi, T. Sanata
  • 雑誌名: Journal of Separation Sciences 巻: 38 号: 3 ページ: 468-474
  • DOI: 10.1002/jssc.201401086
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Gene regulation by intracellular delivery and photodegradation of nanoparticles containing small interfering RNA (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Murayama, P. Kos, K. Miyata, K. Kataoka, E. Wagner, M. Kato
  • 雑誌名: Macromolecular Bioscience 巻: 14 号: 5 ページ: 626-631
  • DOI: 10.1002/mabi.201300393
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A computer simulation study of the network structure of a hydrogel prepared from a tetra-armed star pre-polymer (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takagi, S. Murayama, T. Sakai, M. Asai, T. Santa, M. Kato
  • 雑誌名: Soft Matter 巻: 10 号: 20 ページ: 3553-3559
  • DOI: 10.1039/c3sm52908h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reduction of Molecular Leaching from a Gel Matrix for the Precisely Controlled Release of Encapsulated Molecules by Light Stimulus (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Amamoto, T. Santa, M. Kato
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 62 号: 7 ページ: 649-653
  • DOI: 10.1248/cpb.c14-00094
  • NAID: 130004053802
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development a spatiotemporal control method of molecular function using silica-based photodegradable nanoparticles that can be prepared at a mild condition (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishizuka, X.S. Liu, S. Murayama, T. Santa, M. Kato
  • 雑誌名: Journal of Materials Chemistry B 巻: 2 号: 26 ページ: 4153-4158
  • DOI: 10.1039/c4tb00536h
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Simple Preparation of Polyethylene Glycol-Based Soft Nanoparticles Containing Dual Imaging Probes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Murayama S, Jo JI, Shibata Y, Liang K, Santa T, Saga T, Aoki I, Kato M.
  • 雑誌名: J Mater Chem B Mater Biol Med 巻: 1 号: 38 ページ: 4932-4938
  • DOI: 10.1039/c3tb20828a
  • 査読あり
• [雑誌論文] NanoPARCEL : a method for controlling cellular behavior with external light. (2012)
  • 著者名/発表者名: Murayama, M., Su, B., Okabe, K., Kishimura, A., Osada, K., Miura, M., Funatsu, T., Kataoka, K., and Kato, M
  • 雑誌名: Chem Comm. 巻: 48 号: 67 ページ: 8380-8382
  • DOI: 10.1039/c2cc32718j
  • 査読あり
• [雑誌論文] Delivery, stabilization, and spatiotemporal activation of cargo molecules in cells with positively charged nanoparticles (2012)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Murayama
  • 雑誌名: Chem. Comm. 巻: 48 号: 93 ページ: 11461-11463
  • DOI: 10.1039/c2cc35567a
  • 査読あり
• [学会発表] ナノマテリアルの分離分析法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 加藤 大
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-03-27
• [学会発表] Development of nanoparticles and their analytical method for medical application (2016)
  • 著者名/発表者名: Masaru Kato
  • 学会等名: BK21Plus Symposium for Nanobio Materials and Advanced Analytical Techniques
  • 発表場所: 昌原大学（韓国）
  • 年月日: 2016-01-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 経皮投与用DDSを目指した可視光応答性ナノ粒子の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 天本宇紀，三田智文，船津高志，加藤大
  • 学会等名: 新アミノ酸分析研究会・第四回学術講演会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-12-07
• [学会発表] 可視光応答性ナノ粒子を用いた細胞内物質の放出制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 天本宇紀，平田智也，高橋光規，神谷真子，浦野泰照，三田智文，加藤 大
  • 学会等名: 第35回キャピラリー電気泳動シンポジウム(SCE2015)
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県岡山市）
  • 年月日: 2015-11-05
• [学会発表] モノリス型カラムによるナノメディシンの分離 (2015)
  • 著者名/発表者名: 加藤 大
  • 学会等名: 日本分析化学会第64年会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県福岡市西区）
  • 年月日: 2015-09-10
• [学会発表] 経皮投与可能な抗体内包可視光分解性ナノ粒子の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 天本宇紀,三田智文,加藤 大
  • 学会等名: 日本薬学会第135年会
  • 発表場所: 神戸サンボーホール（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-03-26
• [学会発表] Separation of nanoparticles using CE and HPLC (2014)
  • 著者名/発表者名: Masaru Kato, Naoki Itoh, Minoru Sasaki
  • 学会等名: 14th Asia-Pacific International Symposium on Microscale Separations and Analysis
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2014-12-09
• [学会発表] 可視光 で内包物を放出する光応答性ゲルの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 天本 宇紀、三田 智文、加藤 大
  • 学会等名: 第27回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • 発表場所: 帝京大学（東京都板橋区）
  • 年月日: 2014-08-21
• [学会発表] 光分解性ナノ粒子を利用して規定量の生理活性物質を細胞内に放出した際の応答解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柴田悠圭、三田智文、加藤 大
  • 学会等名: 次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
  • 発表場所: 箱根高原ホテル（神奈川県足柄下郡箱根町）
  • 年月日: 2014-07-15
• [学会発表] タンパク質内包ナノ粒子を用いた細胞の機能制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤 大
  • 学会等名: 第26回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • 発表場所: 昭和大学（東京都品川区）
  • 年月日: 2013-08-02
  • 招待講演
• [学会発表] タンパク質内包ナノ粒子を用いた細胞の機能制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 加藤大
  • 学会等名: 日本薬学会第133年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県)(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] Control of Protein Behaviors in Living Cell Using Protein Encapsulated Nanoparticle (2013)
  • 著者名/発表者名: Masaru KATO
  • 学会等名: Pittcon
  • 発表場所: フィラデルフィア, USA(招待講演)
  • 年月日: 2013-03-20
• [学会発表] 光分解性ゲルを利用したタンパク質の機能制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 加藤大
  • 学会等名: 第3回ミニシンポジウム「ソフト界面と計測、センシング」
  • 発表場所: 東京医科歯科大学(東京都)(招待講演)
  • 年月日: 2012-08-08
• [備考] 研究室のﾎｰﾑﾍﾟｰｼﾞ
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/CNBI/kato/index.html
• [備考] 研究室のHP
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/CNBI/kato/index.html
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/CNBI/kato/index.html