アミロイド形成に学ぶ，タンパク質修復動作を有したバイオインターフェースの設計開発

• 研究課題/領域番号: 24686086
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 化工物性・移動操作・単位操作
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 島内 寿徳 岡山大学, 大学院環境生命科学研究科, 准教授 (10335383)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円); 2014年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2013年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2012年度: 19,240千円 (直接経費: 14,800千円、間接経費: 4,440千円)
• キーワード: バイオインターフェース / アミロイド / 生体膜 / タンパク質 / メンブレンチップ / 生体膜晶析

研究成果の概要

本課題では，タンパク質の変性現象を包括した“アミロイド形成現象”に対する細胞膜応答を手本として，『タンパク質の損傷修復機能を有する医療デバイス用バイオインターフェースの設計指針の開発』を目標とする．リン脂質，界面活性剤，高分子などの広範囲は界面形成用材料を用いて，界面の動的特性を評価し，アミロイド性タンパク質の吸着・構造変化・アミロイド形成の分子論的機構を検討した．その結果，医療用デバイスのためのバイオインターフェースの設計指針として，流動性が高く，タンパク質の膜界面内部への配向が可能な程度の運動性が構成分子に対して担保される必要があることが示唆された．

研究成果

• [雑誌論文] Relationship between the mobility of phosphocholine headgroup and the protein-liposome interacation: a dielectric sperctoscopic study (2015)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Shimanouchi, Noriko Yoshimoto, Azusa Hiroiwa, Keiichi Nishiyama, Keita Hayashi, Hiroshi Umakoshi
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces B 巻: 116 ページ: 343-350
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2013.07.028
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] ToF-SIMS observation for evaluating the interaction between amyloid β and lipid membranes (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoka Aoyagi, Toshinori Shimanouchi, Tomoko Kawashima, Hideo Iwai
  • 雑誌名: Anal. Bioanal.Chem 巻: 407 号: 10 ページ: 2859-2863
  • DOI: 10.1007/s00216-015-8527-3
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of Metal Affinity-Immobilized Liposome Chromatography and Its Basic Characteristics (2014)
  • 著者名/発表者名: Hideo Nagami, Hiroshi Umakoshi, Takenori Kitaura, Gary Lee Thompson Ⅲ, Toshinori Shimanouchi, Ryoichi Kuboi
  • 雑誌名: Biochemical Engineering Journal 巻: 84 ページ: 66-73
  • DOI: 10.1016/j.bej.2013.12.017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparison of the Interfacial Properties of Span 80 Vesicle, W/O Emulsions and Liposomes (2014)
  • 著者名/発表者名: Keita Hayashi, Hiroshi Umakoshi, Toshinori Shimanouchi
  • 雑誌名: Solvent Extraction Research and Development, Japan 巻: 21 号: 2 ページ: 191-199
  • DOI: 10.15261/serdj.21.191
  • NAID: 130004669677
  • ISSN: 1341-7215, 2188-4765
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Relationship of Fibril Growth Behavior of Amyloidgenic Proteins with Their Intra-Molecular Hydrogen Bonding Stablity (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Shimanouchi, Houng Thi Vu, Hiroshi Umakoshi, Yukitaka Kimura
  • 雑誌名: Proc. 2nd Int'l. Symp.Multscale Multiphase Process Engineering 巻: - ページ: 198-203
  • 査読あり
• [雑誌論文] Membrane fusion mediated by phospholipase C under endosomal pH conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Shimanouchi, Hidenori Kawasaki, Makoto Fuse, Hiroshi Umakoshi, Ryoichi Kuboi
  • 雑誌名: Coll. Surf. B 巻: 103 ページ: 75-83
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2012.10.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth Behavior of Aβ Protofibrils on Liposome Membranes and Their Membrane Perturbation Effect (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Shimanouchi, Keiichi Nishiyama, Azusa Hiroiwa, Huong Thi Vu, Nachi Kitaura, Hiroshi Umakoshi, Ryoichi Kuboi
  • 雑誌名: Biochem. Eng. J. 巻: 71 ページ: 81-88
  • DOI: 10.1016/j.bej.2012.11.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced cytotoxicity for colon 26 cells using Doxorubicin-loaded sorbitan monooleate(span 80) vesicles (2013)
  • 著者名/発表者名: 林啓太
  • 雑誌名: International journal of biological sciences 巻: 9(2) 号: 2 ページ: 142-148
  • DOI: 10.7150/ijbs.5453
  • 査読あり
• [雑誌論文] Membrane Interaction between Span 80 Vesicles and Liposomes: Span 80 Vesicles Perturb and Hemifuse with Liposomal Membrane (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Hayashi, T. Tatsui, T. Shimanouchi, H. Umakoshi
  • 雑誌名: Coll. Suf. B 巻: 108 ページ: 258-264
  • DOI: 10.1016/j.colsurfb.2012.12.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Liposome Membranes against Disaggregation of Amyloid βFibrils by Dopamine (2013)
  • 著者名/発表者名: Vu Thi Huong, Toshinori Shimanouchi, Daisuke Ishikawa, Tadaharu Matsumoto, Hisashi Yagi, Yuji Goto, Hiroshi Umakoshi, Ryoichi Kuboi
  • 雑誌名: Biochem. Eng. J. 巻: 71 ページ: 118-126
  • DOI: 10.1016/j.bej.2012.12.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth Behavior of Giant Vesicles with Electroformation Method : Effect of Proteins on Swelling and Deformation (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Shimanouchi, Hiroshi Umakoshi, Ryoichi Kuboi
  • 雑誌名: J. Coll. Int. Sci. 巻: 394 ページ: 269-276
  • DOI: 10.1016/j.jcis.2012.11.046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formatin of Spherulitic Amyloid βAggregate by Anionic Liposomes (2012)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Shimanouchi, Naoya Shimauchi, Ryo Ohnishi, Nachi Kitaura, Hiroshi Umakoshi, Ryoichi Kuboi
  • 雑誌名: Biophys. Biochem. Res. Comn. 巻: 426 号: 2 ページ: 165-171
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.07.107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secondary nucleation of amyloid fibrils on liposome membranes (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Shimanouchi, N.Kitaura, R.Onishi, H.Umakoshi, R.Kuboi
  • 雑誌名: AlChE Journal 巻: (In press) 号: 12 ページ: 3625-3632
  • DOI: 10.1002/aic.13772
  • 査読あり
• [雑誌論文] リポソーム固定化技術によるメンブレノミクス研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳
  • 雑誌名: 生物物理 巻: 52(3) ページ: 154-155
  • 査読あり
• [雑誌論文] 人工細胞膜上におけるアミロイド形成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳, 北浦 奈知, 馬越 大, 久保井 亮一
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 33 ページ: 40-46
  • NAID: 10030443044
  • 査読あり
• [学会発表] タンパク質リゾチウムにおける結晶化条件とアミロイド形成条件の比較 (2015)
  • 著者名/発表者名: ○島内寿徳, 白髭勇季, 木村幸敬
  • 学会等名: 化学工学会第80年会
  • 発表場所: 芝浦工業大学豊洲キャンパス
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [学会発表] 「アミロイドβタンパク質の脂質平面膜への蓄積特性と線維形成挙動の評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: ○岩村美樹, 島内寿徳, 秋山央子, 平林義雄, 木村幸敬
  • 学会等名: 化学工学会第80年会
  • 発表場所: 芝浦工業大学豊洲キャンパス
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
• [学会発表] アミロイド性タンパク質の線維性凝集構造に及ぼす脂質膜界面の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, ○佐野泰洋, 岩村美樹, 秋山央子, 平林義雄, 木村幸敬
  • 学会等名: 化学工学会中国四国支部 大学院生発表会
  • 発表場所: 広島RCC文化センター
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] アミロイド形成に及ぼすコレステロールの糖修飾効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, ○佐野泰洋, 岩村美樹, 秋山央子, 平林義雄, 木村幸敬
  • 学会等名: 膜シンポジウム2014
  • 発表場所: 神戸大学百年記念館
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-27
• [学会発表] アミロイドβタンパク質の脂質膜への分配挙動に及ぼす界面物性の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, ○岩村美樹, 木村幸敬
  • 学会等名: 膜シンポジウム2014
  • 発表場所: 神戸大学百年記念館
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-27
• [学会発表] Relationship of Fibril Growth Behavior of Amyloidgenic Proteins with Their Intra-molecular Hydrogen Bondig Stability (2014)
  • 著者名/発表者名: ○Toshinori Shimanouchi, Yuki Takahashi, Koji Deguchi, Yukitaka Kimura
  • 学会等名: 2014 The 2nd Asia-Pacific Conference on Life Science and Engineering
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-21 – 2014-11-23
• [学会発表] Impurity Effect of Furfural Derivatives on Amyloid Fibril Formation of Protein from Alzheimer's Disease (2014)
  • 著者名/発表者名: ○Toshinori SHIMANOUCHI, Kohei TAKASHIMA, Miki IWAMURA, Yukitaka KIMURA
  • 学会等名: 分離技術国際会議 ICSST14
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-11-01
• [学会発表] Accumulation Behavior of Amyloid Protein on Lipid Planar Membrane (2014)
  • 著者名/発表者名: Toshinori SHIMANOUCHI, ○Miki IWAMURA, Yukitaka KIMURA
  • 学会等名: 分離技術国際会議 ICSST14
  • 発表場所: 奈良県新公会堂
  • 年月日: 2014-10-30 – 2014-11-01
• [学会発表] Nucleation of Amyloid Fibrils on Lipid Planar Membranes (2014)
  • 著者名/発表者名: ○Toshinori Shimanouchi, Miki Iwamura, Yukitaka Kimura
  • 学会等名: Joint Congress of ACTS-2014 and CGOM11
  • 発表場所: Nara Kokaido
  • 年月日: 2014-07-17 – 2014-07-20
• [学会発表] Engineering Science of Molecular Assemblies for Eco-Friendly Molecular Conversion and Separation Systems (2014)
  • 著者名/発表者名: ○Toshinori Shimanouchi, Yukitaka Kimura
  • 学会等名: Symposium on Development of Liposome Engineering
  • 発表場所: Hiroshima International Hotel
  • 年月日: 2014-07-12
  • 招待講演
• [学会発表] 人工細胞膜上におけるアミロイド性タンパク質の蓄積と線維形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○島内寿徳
  • 学会等名: iTEX兼創薬実践道場講演会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2014-06-06
  • 招待講演
• [学会発表] 異常集積の抑制を目指したタンパク質の脂質膜界面への蓄積挙動の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: ○島内寿徳, 岩村美樹, 木村幸敬, 青柳里果
  • 学会等名: 分離技術会年会2014
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [学会発表] 脂質膜上におけるアミロイドβタンパク質の線維形成挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, ○岩村美樹, 木村幸敬
  • 学会等名: 分離技術会年会2014
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-05-31
• [学会発表] アミロイド線維の伸長挙動に対するバイオマス由来フルフラール誘導体の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, ○髙島康平, ウェイ ヨウ, 木村幸敬
  • 学会等名: 化学工学会学生大会
  • 発表場所: 大阪府立大学
• [学会発表] 脂質平面膜上におけるアミロイド性タンパク質の核形成挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, 岩村美樹, 木村幸敬
  • 学会等名: 化学工学会年会
  • 発表場所: 岐阜大学
• [学会発表] 異相界面におけるタンパク質の秩序構造制御～アミロイド形成を例に (2013)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳
  • 学会等名: 第2回化学生命工学専攻談話会
  • 発表場所: 東京大学(本郷キャンパス)(招待講演)
  • 年月日: 2013-02-02
• [学会発表] 分離・分析場としての脂質膜の基礎工学 ～タンパク質の秩序構造形成制御を目指して～ (2013)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳
  • 学会等名: 化学工学懇話会
  • 発表場所: 岡山メルパルクホテル
  • 招待講演
• [学会発表] アミロイド形成に及ぼすヒドロキシメチルフルフラールの影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, 木村幸敬
  • 学会等名: 日本膜学会第35年会
  • 発表場所: 京都府立医科大学
• [学会発表] アミロイド性タンパク質Aβ分子の識別分離のためのリポソーム膜界面の設計 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, 高谷勇輝, 馬越大
  • 学会等名: 分離技術会年会
  • 発表場所: 日本大学
• [学会発表] 界面を利用するタンパク質のアミロイド形成 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳
  • 学会等名: 高分子懇話会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 招待講演
• [学会発表] 脂質膜の動的構造を利用するアミロイド形成制御とその工学的応用 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳
  • 学会等名: 界面材料セミナー
  • 発表場所: 宮城県松島
  • 招待講演
• [学会発表] Amyloid fibril formation on orderd interfaces and use of biomass-related library (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Shimanouchi, Wei Yang, Yukitaka Kimura
  • 学会等名: NEXT Symposium on Membranome for Bio-Inspired Chemical Engineering
  • 発表場所: 大阪大学
• [学会発表] アミロイド形成に及ぼすフルフラール誘導体の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島内寿徳, ウェイ ヨウ, 木村幸敬
  • 学会等名: 化学工学会秋季大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 不均一膜組成を有する巨大ベシクルを用いたアミロイド形成現象の直接観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳, 高谷 勇輝, 馬越 大
  • 学会等名: 化学工学会年会
  • 発表場所: 大阪大学(豊中キャンパス)
• [学会発表] リポソーム膜によるアミロイドの微視的構造への影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳, 北浦 奈知, 馬越 大
  • 学会等名: 膜シンポジウム
  • 発表場所: 神戸大学
• [学会発表] 脂質分子からなるダイナミックな界面へのタンパク質の分配特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳, 林 啓太, 馬越 大
  • 学会等名: 溶媒抽出学会
  • 発表場所: 石川県文化会館
• [学会発表] リポソームによるアミロイドの微視的構造の評価と制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳, 北浦 奈知, 嶋内 直哉, 馬越 大, 久保井 亮一
  • 学会等名: 化学工学会秋季大会
  • 発表場所: 東北大学(川内キャンパス)
• [学会発表] アミロイド形成に及ぼすリポソーム/銅(II)の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳, 北浦 奈知, 大西 諒, 馬越 大, 久保井亮一
  • 学会等名: 分離技術会年会
  • 発表場所: 関西大学
• [学会発表] リポソーム膜により誘導されるAβ/Cuアミロイドのアスコルビン酸酸化酵素様活性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 島内 寿徳, 大西 諒, 北浦 奈知, 馬越 大
  • 学会等名: 膜学会年会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [備考] 環境プロセス工学研究室
  • URL: http://www.process.ecm.okayama-u.ac.jp/index.html