化学修飾ナノカーボンを活用した新規細胞機能制御技術の開発

• 研究課題/領域番号: 25702030
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 生体医工学・生体材料学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 都 英次郎 国立研究開発法人産業技術総合研究所, ナノ材料研究部門, 主任研究員 (70443231)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 24,960千円 (直接経費: 19,200千円、間接経費: 5,760千円); 2015年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円); 2014年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円); 2013年度: 8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
• キーワード: カーボンナノチューブ / 光発熱特性 / 近赤外光 / 細胞

研究成果の概要

近年の細胞研究の発展はめざましく、特に光を活用した細胞機能制御技術に注目が集まっている。しかし、従来技術は生体透過性の低い光を利用するため生体深部領域の細胞機能を制御することはできない。また、安全性の低いウイルスを用いて遺伝子改変を行う必要がある。本研究目的では、生体透過性の高い近赤外光により容易に発熱するカーボンナノホーンの光発熱機能を活用することで、遺伝子改変なしに、生体深部の細胞機能をナノメーターレベルで光により制御する技術を構築する。本研究は、根治不可能といわれるパーキンソン病やアルツハイマー病などの神経変性疾患やガンに対する新しい分子標的医薬や先進医療技術のための普遍的な技術となる。

研究成果

• [国際共同研究] CNRS/ストラスブール大学(フランス)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Optical regulation of carbon nanodots by chemical functionalization (2016)
  • 著者名/発表者名: Svetlana A. Chechetka, Eijiro Miyako
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: N.A. 号: 8 ページ: 854-856
  • DOI: 10.1246/cl.160429
  • NAID: 130005254490
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bioinspired polyaniline-functional natural hairs for pollen protection (2016)
  • 著者名/発表者名: Svetlana A. Chechetka, Eijiro Miyako
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: 1 ページ: 1061-1065
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Magnetically- and near infrared light-powered supramolecular nanotransporters for the remote control of enzymatic reactions (2016)
  • 著者名/発表者名: Svetlana A. Chechetka, Eiji Yuba, Kenji Kono, Masako Yudasaka, Alberto Bianco, Eijiro Miyako
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: N.A.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Light-active carbon nanodots from autoclaved bioresources (2016)
  • 著者名/発表者名: Svetlana A. Chechetka, Eijiro Miyako
  • 雑誌名: ChemistrySelect 巻: 3 ページ: 608-611
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Lipid nanotube tailored fabrication of unique shaped polydopamine nanofibers as photothermal converters (2016)
  • 著者名/発表者名: Wuxiao Ding, Svetlana A. Chechetka, Mitsutoshi Masuda, Toshimi Shimizu, Masaru Aoyagi, Hiroyuki Minamikawa, Eijiro Miyako
  • 雑誌名: Chem. Eur. J. 巻: 22 ページ: 4345-4350
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Design, synthesis, characterization and properties of magnetic nanoparticle-nanocarbon hybrids (2016)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako, Benoit P. Pichon, Cecilia Menard-Moyon, Isabella Anna Vacchi, Christophe Lefevre, Sylvie Begin-Colin, Alberto Bianco
  • 雑誌名: Carbon 巻: 96 ページ: 49-56
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Physicochemically functionalized carbon nanohorns for multi-dimensional cancer elimination (2016)
  • 著者名/発表者名: Svetlana A. Chechetka, Minfang Zhang, Masako Yudasaka, Eijiro Miyako
  • 雑誌名: Carbon 巻: 97 ページ: 45-53
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] In vivo remote control of reactions in Caenorhabditis elegans by using supramolecular nanohybrids of carbon nanotubes and liposomes (2015)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako, Svetlana A. Chechetka, Motomichi Doi, Eiji Yuba, Kenji Kono
  • 雑誌名: Angew. Chem. Int. Ed. 巻: 54 ページ: 9903-9906
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multifunctional carbon nanohorn complexes for cancer treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: Svetlana A. Chechetka, Benoit Pichon, Minfang Zhang, Masako Yudasaka, Sylvie Begin-Colin, Alberto Bianco, Eijiro Miyako
  • 雑誌名: Chemistry - An Asian Journal 巻: 10 号: 1 ページ: 160-165
  • DOI: 10.1002/asia.201403059
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photofunctional nanomodulators for bioexcitation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyako E, Russier J, MauroM, Cebrian C, Yawo H, Menard-Moyon C, Hutchison JA, Yudasaka M, Iijima S, De Cola L, Bianco A
  • 雑誌名: Angew Chem Int Ed. 巻: 53 号: 48 ページ: 13121-13125
  • DOI: 10.1002/anie.201407169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Self-assembled carbon nanotube honeycomb networks using a butterfly wing template as a multifunctional nanobiohybrid (2013)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako, Takushi Sugino, Toshiya Okazaki, Alberto Bianco, Masako Yudasaka, Sumio Iijima
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 7 号: 10 ページ: 8736-8742
  • DOI: 10.1021/nn403083v
  • 査読あり
• [学会発表] ナノカーボン複合体を用いた動的分子ナノシステムの創製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎
  • 学会等名: 第32回日本DDS学会学術集会
  • 発表場所: グランシップ（静岡県静岡市）
  • 年月日: 2016-06-30
  • 招待講演
• [学会発表] Carbon nanohorns for targeted therapy (2016)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: CIMTEC 2016
  • 発表場所: Perugia, Italy
  • 年月日: 2016-06-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Spatiotemporal control of cellular functions by NIR light-powered nanorobots (2016)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: 第21回iCeMS国際シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学（京都府左京区）
  • 年月日: 2016-06-03
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 多次元ガン治療のための機能性カーボンナノホーンの開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎, Chechetka Svetlana, 張 民芳, 湯田坂 雅子
  • 学会等名: 第50回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-02-20
• [学会発表] Functional carbon nanohorn complexes for multi-dimensional cancer elimination (2016)
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎, Chechetka Svetlana, 張 民芳, 湯田坂 雅子
  • 学会等名: 第 4 回 ナノカーボンバイオシンポジウム
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2016-02-19
• [学会発表] Photofunctional nanomodulators for bioexcitation (2015)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: Hawaii, Honolulu, US
  • 年月日: 2015-12-16
  • 国際学会
• [学会発表] Control of bioreactions in living organisms by carbon nanotube supramolecular nanohybrids (2015)
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎, Chechetka Svetlana, 戸井 基道, 弓場 英司, 河野 健司
  • 学会等名: 第49回 フラーレン・ナノチューブ・グラフェン 総合シンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県小倉市）
  • 年月日: 2015-09-07
• [学会発表] バイオセンシングのためのカーボンナノチューブ-モルフォ翅複合材料の創製 (2015)
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎
  • 学会等名: 第 3 回 ナノカーボンバイオシンポジウム
  • 発表場所: 北九州国際会議場（福岡県小倉市）
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] Photothermal conversion of functional nanocarbons for biotechnological applications (2015)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: NT15
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県名古屋市）
  • 年月日: 2015-06-28
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] カーボンナノチューブ-リポソーム超分子複合体による分子伝送システム (2015)
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎
  • 学会等名: ナノ学会第13回大会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県仙台市）
  • 年月日: 2015-05-11
• [学会発表] Multifunctional carbon nanohorn complexes for cancer treatment (2015)
  • 著者名/発表者名: Svetlana A. Chechetka, Benoit Pichon, Minfang Zhang, Masako Yudasaka, Sylvie Begin-Colin, Alberto Bianco, Eijiro Miyako
  • 学会等名: 第48回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-02-21
• [学会発表] Photothermal property of nanocarbon complexes for nanobiotechnological applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: The 10th SPSJ International Polymer Conference (IPC2014)
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] Photofunctional nanomodulators for spatiotemporal bioexcitation (2014)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako, Julie Russier, Matteo Mauro, Cristina Cebrian, Hiromu Yawo, Cecilia Menard-Moyon, James A. Hutchison, Masako Yudasaka, Sumio Iijima, Luisa De Cola, Alberto Bianco
  • 学会等名: 第47回フラーレン・ナノチューブ・グラフェン総合シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-09-03
• [学会発表] Light-driven functional nanocarbons for nanobiotechnological applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: ナノカーボンバイオシンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-09-02
• [学会発表] Functional Nanocarbon Composites for Nanobiotechnology (2014)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: NIMS Conference 2014
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2014-07-02
• [学会発表] Photothermal property of nanocarbon complexes for nanobiotechnological applications (2014)
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: E-MRS 2014 SPRING MEETING
  • 発表場所: Lille, France
  • 年月日: 2014-05-29
• [学会発表] ナノカーボン材料の光発熱特性
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎
  • 学会等名: ナノカーボンセミナー（NEC）
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] Development of functional nanocarbon complex for photothermal technology
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎
  • 学会等名: 第23回 日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜市 (神奈川県)
  • 招待講演
• [学会発表] Light-driven functional nanocarbon complexes for nanobiotechnological applications
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: MANA seminar
  • 発表場所: Tsukuba (Ibaraki)
  • 招待講演
• [学会発表] Light-triggered photothermal property of nanocarbons for nanobiotechnological applications
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: Carbon nanotechnology seminar at Trieste University
  • 発表場所: Trieste (Italy)
  • 招待講演
• [学会発表] Laser-triggered nanocarbons for spatiotemporal control of cellular functions
  • 著者名/発表者名: Eijiro Miyako
  • 学会等名: ISIS seminar at Strasbourg University
  • 発表場所: Strasbourg (France)
  • 招待講演
• [学会発表] ナノバイオテクノロジーのための光で発熱する機能性ナノカーボン高分子複合材料の創製
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎
  • 学会等名: 日本化学会第94春季年会
  • 発表場所: 名古屋市（愛知県）
• [学会発表] ナノバイオテクノロジーのための機能性ナノカーボン複合体の開発
  • 著者名/発表者名: 都 英次郎
  • 学会等名: LS-BT合同研究発表会
  • 発表場所: つくば市（茨城県）
• [備考] 産業技術総合研究所プレスリリース
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2015/pr20150708/pr20150708.html
• [備考] 生きた細胞を光エネルギーで操作する技術を開発
  • URL: http://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2014/pr20141027_3/pr20141027_3.html
• [備考] Des nanomodulateurs diriges par la lumiere
  • URL: http://www.cnrs.fr/inc/communication/direct_labos/bianco2.htm