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膜親和性ナノ材料による脂質二重膜構造の光制御とその医療応用

公募研究

研究領域感覚と知能を備えた分子ロボットの創成
研究課題/領域番号 15H00811
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関富山県立大学 (2016)
京都大学 (2015)

研究代表者

村上 達也  富山県立大学, 工学部, 教授 (90410737)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード表面化学 / コロイド科学 / ナノバイオ / ナノマシン / バイオテクノロジー
研究実績の概要

昨年度までに、光応答性ナノ材料(金ナノロッド, AuNR)を生体材料(高比重リポタンパク質, HDL)の変異体で被覆すると、この複合体(pm-AuNR)は脂質二重膜への高い親和性を獲得し、熱感受性神経細胞を安全に光活性化できること、細胞サイズリポソーム(GUV)の相を変化させることを報告した。pm-AuNRは、生細胞を懸濁可能な等張リン酸緩衝液(PBS)とGUVが分散できる200 mM sucrose溶液の両方で良好なコロイド安定性を示す。逆に言えば、この両溶液中での高いコロイド安定性があったことがこれまでの研究を可能にしたと言える。申請者の知る限り、両溶液中で安定に分散できるナノ材料の報告例はないため、この分散安定化のメカニズムを調べた。
pm-AuNRのゼータ電位は、50 mMからsucrose濃度を増加させると約35 mVから単調に減少し、約20 mVに近づいた。この結果から、sucrose分子とpm-AuNRとの静電的な相互作用を予想し、pm-AuNRに含まれる陽電荷脂質(30 mol%)を20, 10, 0 mol%と段階に減少させ、さらに陰電荷脂質を10, 20, 30 mol%含む計6種類のpm-AuNRを新たに作製した。すると陽電荷脂質含量の低下と共に200 mM sucrose中でのpm-AuNRのコロイド安定性が低下し、陰電荷脂質を含むものは全く分散しなかった。
次にHDL構成タンパク質であるapoA-Iを除去したpm-AuNRのコロイド安定性を調べると、200 mM sucrose中でやや低下し、さらに陽電荷脂質を除去すると、ほぼ完全に凝集した。以上の結果から、pm-AuNRに含まれる陽電荷脂質とsucroseとの静電的な相互作用がsucrose中でのpm-AuNRのコロイド安定性に寄与することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Hexaphyrin as a potential theranostic dye for photothermal therapy and 19F magnetic resonance imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro HIGASHINO, Hirotaka NAKATSUJI, Ryosuke FUKUDA, Haruki OKAMOTO, Hirohiko IMAI, Tetsuya Matsuda*, Hidehito TOCHIO, Masahiro SHIRAKAWA*, Nikolai V. TKACHENKO, Mitsuru HASHIDA, Tatsuya MURAKAMI*, and Hiroshi IMAHORI*
    • 雑誌名

      Chembiochem

      巻: - 号: 10 ページ: 951-959

    • DOI

      10.1002/cbic.201700071

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical control of neuronal firing via photoinduced electron transfer in donor–acceptor conjugates2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Takano, Tomohiro Numata, Kazuto Fujishima, Kazuaki Miyake, Kazuya Nakao, Wesley David Grove, Ryuji Inou, Mineko Kengaku, Shigeyoshi Sakaki, Yasuo Mori, Tatsuya Murakami and Hiroshi Imahori
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: n.d. 号: 5 ページ: 3331-3337

    • DOI

      10.1039/c5sc04135j

    • NAID

      120005841415

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Polymer-Coated pH-Responsive High-Density Lipoproteins2016

    • 著者名/発表者名
      Hyungjin Kim, Haruki Okamoto,Arnaud E Felber, Anna Polomsak, Nobuhiro Morone, John E Heuser, Jean-Christophe Leroux, Tatsuya Murakami
    • 雑誌名

      J. Control. Release

      巻: 228 ページ: 132-140

    • DOI

      10.1016/j.jconrel.2016.03.005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cytotoxicity of pure nanodrugs of SN-38 and podophyllotoxin dimers in human cancer HepG2, KPL-4 and MCF-7 cellsc2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Koseki, Y. Ikuta, T. Murakami, T. Onodera, H. Oikawa, L. Cong, H. Tada, K. Gonda, N. Ohuchi, H. Kasai
    • 雑誌名

      Mol. Cryst. Liq. Cryst.

      巻: 622 号: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1080/15421406.2015.1096483

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermosensitive Ion Channel Activation in Single Neuronal Cells by Using Surface-Engineered Plasmonic Nanoparticles.2015

    • 著者名/発表者名
      Nakatsuji H, Numata T, Morone N, Kaneko S, Mori Y, Imahori H, Murakami T.
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie International Edition

      巻: 54 号: 40 ページ: 11725-1729

    • DOI

      10.1002/anie.201505534

    • NAID

      120005646471

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Structural and functional changes in high-density lipoprotein induced by chemical modification2015

    • 著者名/発表者名
      T. Murakami, H. Okamoto, H. Kim
    • 雑誌名

      Biomater. Sci.

      巻: 3 号: 5 ページ: 712-715

    • DOI

      10.1039/c4bm00402g

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Internalization of high-density lipoproteins bearing arginine-rich peptides2015

    • 著者名/発表者名
      T. Murakami, H. Okamoto, H. Kim.
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 44 号: 3 ページ: 336-338

    • DOI

      10.1246/cl.140989

    • NAID

      130004868368

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of the photoluminescence properties of single-walled carbon nanotubes by alkylation and subsequent thermal treatment2015

    • 著者名/発表者名
      Y. Maeda, Y. Takehara, M. Yamada, M. Suzuki, T. Murakami
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 51 号: 70 ページ: 13462-13465

    • DOI

      10.1039/c5cc04020e

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] HDL変異体を用いた後眼部ドラッグデリバリーシステムの開発2016

    • 著者名/発表者名
      須田 謙史、村上 達也、後藤 謙元、吉村 長久
    • 学会等名
      第55回日本網膜硝子体学会総会
    • 発表場所
      ベルサール渋谷ガーデン(東京都渋谷区)
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光線力学・温熱効果を有するミトコンドリア指向性カーボンナノチューブの開発2016

    • 著者名/発表者名
      福田 亮介、中辻 博貴、石館 文善、辻本 将彦、梅山 有和、今堀 博、村上 達也
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光熱変換ナノ材料と熱ショックプロモーターを用いた光誘導遺伝子発現2016

    • 著者名/発表者名
      中辻 博貴、川端 ケリー、今堀 博、見学 美根子、村上 達也
    • 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
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 光熱免疫治療法のための複合材料型DNAハイドロゲルの開発2016

    • 著者名/発表者名
      譚 萌萌、矢田 智也、村上 達也、中辻 博貴、高橋 有己、高倉 喜信、西川 元也
    • 学会等名
      日本薬剤学会第31年会
    • 発表場所
      長良川国際会議場(岐阜県岐阜市)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノ材料の吸着による脂質二重膜の相転移2016

    • 著者名/発表者名
      延山 知弘、中辻 博貴、執行 航希、濱田 勉、村上 達也、杉山 弘
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 田辺キャンパス(京都府田辺市)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] カチオン化金ナノロッドを用いた遺伝子導入2016

    • 著者名/発表者名
      中辻 博貴、今堀 博、村上 達也
    • 学会等名
      日本化学会第95回春季年会
    • 発表場所
      同志社大学 田辺キャンパス(京都府田辺市)
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 膜融合リポ蛋白質の作製2015

    • 著者名/発表者名
      金 亨振、村上 達也
    • 学会等名
      第37回日本バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 熱応答性イオンチャネルの光活性化を可能にする金ナノロッド表面化学2015

    • 著者名/発表者名
      中辻 博貴、沼田 朋大、諸根 信弘、金子 周司、森 泰生、今堀 博、村上 達也
    • 学会等名
      第36回日本バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市南区)
    • 年月日
      2015-11-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 半導体性単層カーボンナノチューブの光線力学効果の増強と生体材料による分散化2015

    • 著者名/発表者名
      福田 亮介、中辻 博貴、梅山 有和、今堀 博、村上 達也
    • 学会等名
      第36回日本バイオマテリアル学会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市南区)
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Photoactivation of Thermosensitive Ion Channel with Surface Engineered Plasmonic Nanoparticle2015

    • 著者名/発表者名
      H. Nakatsuji, T. Numata, N. Morone, S. Kaneko, Y. Mori, H. Imahori, and T. Murakami
    • 学会等名
      iCeMS International Symposium “Hierarchical Dynamics in Soft Materials and Biological Matter”
    • 発表場所
      京都大学 吉田北部キャンパス(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リポ蛋白質のナノバイオエンジニアリング2015

    • 著者名/発表者名
      村上 達也、金 亨振、岡本 陽己
    • 学会等名
      日本バイオマテリアル学会 第10回関西若手研究発表会
    • 発表場所
      関西大学 千里山キャンパス(大阪府吹田市)
    • 年月日
      2015-08-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of pH-dependent endosomolytic high-density lipoprotein nanoparticles2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kim, H. Okamoto, A. E. Felber, A. Polomska, N. Morone, J. E. Heuser, J.-C. Leroux, and T. Murakami
    • 学会等名
      2015 CRS Annual Meeting & Exposition
    • 発表場所
      Edinburgh, UK
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 遺伝子改変・化学修飾によるリポ蛋白質の機能変換2015

    • 著者名/発表者名
      村上 達也、岡本 陽己、金 亨振
    • 学会等名
      第31回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 脂質膜と膜融合する変異型高比重リポ蛋白質2015

    • 著者名/発表者名
      金 亨振、村上 達也
    • 学会等名
      第31回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-07-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 光熱変換ナノ材料の安全な細胞膜デリバリーと痛み受容体TRPV1の光制御2015

    • 著者名/発表者名
      中辻 博貴、沼田 朋大、諸根 信弘、John E. Heuser、高野 勇太、森 泰生、今堀 博、村上 達也
    • 学会等名
      第31回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 半導体性単層カーボンナノチューブの光線力学効果の増強と生体材料による分散化2015

    • 著者名/発表者名
      福田 亮介、中辻 博貴、梅山 有和、今堀 博、村上 達也
    • 学会等名
      第31回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      京王プラザホテル(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-07-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of Endosomolytic Polyanion-Coated High-Density Lipoprotein Nanoparticles for Cytosolic Drug Delivery2015

    • 著者名/発表者名
      H. Kim, H. Okamoto, A. E. Felber, A. Polomska, N. Morone, J. E. Heuser, J.-C. Leroux, and T. Murakami
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2015-05-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 富山県立大学工学部村上研究室HP

    • URL

      http://www.pu-toyama.ac.jp/BR/murakami

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [産業財産権] 眼用医薬組成物2016

    • 発明者名
      池田華子、村上達也、垣塚彰、吉村長久、須田謙史、三輪裕子
    • 権利者名
      池田華子、村上達也、垣塚彰、吉村長久、須田謙史、三輪裕子
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-125860
    • 出願年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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