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遺伝子・薬剤キャリアとして機能する自己集合型プログラマブルナノスフィアの創製

公募研究

研究領域配位プログラミング ― 分子超構造体の科学と化学素子の創製
研究課題/領域番号 24108710
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
研究機関東京大学

研究代表者

原野 幸治  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70451515)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2013年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード超分子化学 / フラーレン / 自己組織化 / ドラッグデリバリー / 遺伝子治療
研究概要

本研究では低ダメージの遺伝子導入および薬剤の標的選択的輸送に資する水溶性プログラマブルナノスフィアの構築とその機能評価を行った.以下に本年度に得られた結果を示す.(1)水溶性アミノフラーレンを用いた肺選択的siRNA輸送:アミノフラーレンTPFEから形成される自己集合型ナノ粒子を基盤とした生体内における階層的自己集合を利用し,肺選択的にsiRNAを輸送するシステムを構築することに成功した.静脈内に投与されたTPFE-siRNAは血清タンパクとの相互作用により粒子径がμmサイズまで速やかに増大し,他の臓器に比べ細い肺の毛細血管に選択的に蓄積したのち,TPFE-siRNA会合体へと再び解離し細胞内へと取りこまれる.このため,TPFEが時間経過とともに肺から除去されるため,ダメージの小さい効果的な肺選択的が達成される.低毒性の薬剤輸送システムへの応用が期待される.(2)フラーレン二重膜ベシクルの光応答性:水溶性五重付加型フラーレンから形成するフラーレン二重膜ベシクルへの光照射によりその性質を変化させることに成功した.フェニル五置換フラーレンからなるベシクルへの紫外光照射によりフラーレン部位同士が共有結合的にクロスリンクされ,二重膜に対する水透過性が減少することを見いだした.一方で,表面にヒドロキシクマリン部位を呈示したフラーレンベシクルは融合性を示すが,光照射による二量化反応を行う事で融合挙動が抑制された.(3)フラーレン二重膜ベシクルによる難溶性分子の可溶化:フラーレン二重膜ベシクルの膜内部への疎水性分子結合能を評価したところ,脂質二重膜に比べてより多くの疎水性分子を取り込めることが明らかとなった.また,フラーレン部位への可溶化については芳香族化合物に対して顕著な選択性を示した.これらの結果から,フラーレンベシクルが水に難溶性の薬剤に対する有用なキャリアであることが示された.

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (3件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Binding of aromatic molecules in the fullerene-rich interior of a fullereae bilayer vesicle in water2014

    • 著者名/発表者名
      K. Harano, R. M. Gorgoll, E. Nakamura
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 49 号: 69 ページ: 7629-7631

    • DOI

      10.1039/c3cc44510k

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conformational Analysis of Single Perfluoroalkyl Chains by Single-Molecule Real-Time Transmission Electron Microscopic Imaging2014

    • 著者名/発表者名
      K. Harano, S. Takenaga, S. Okada, Y. Niimi, N. Yoshikai, H. Isobe, K. Suenaga, H. Kataura, M. Koshino, E. Nakamura
    • 雑誌名

      J. Am. Chem. Soc.

      巻: 136 号: 1 ページ: 466-473

    • DOI

      10.1021/ja411235x

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photo-cross-linking of Exterior of Fullerene Bilayer that Prevents Vesicle Aggregation2014

    • 著者名/発表者名
      K. Harano, A. Narita, E. Nakamura
    • 雑誌名

      Chem. Lett.

      巻: 43 号: 6 ページ: 877-879

    • DOI

      10.1246/cl.140143

    • NAID

      130004868198

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] siRNA delivery targeting to the lung via agglutination-induced accumulation and clearance of cationic tetraamino fullerene2014

    • 著者名/発表者名
      K. Minami, K. Okamoto, K. Doi, K. Harano, E. Noiri, E. Nakamura
    • 雑誌名

      Sci. Rep.

      巻: 4

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocrosslinking of Fullerene Vesicles that Prevents Phase Transition and Decreases Water Permeation2013

    • 著者名/発表者名
      K. Harano, A. Narita, E. Nakamura
    • 雑誌名

      Chemm. Lett.

      巻: 42 号: 10 ページ: 1176-1178

    • DOI

      10.1246/cl.130505

    • NAID

      10031201301

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protein-coated nanocapsules via multilevel surfafe modification. Controlled preparation and microscopic analysis at nanometer resolution.2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Harano, et al.
    • 雑誌名

      Chem. Commun.

      巻: 49 号: 34 ページ: 3525-3527

    • DOI

      10.1039/c3cc40752g

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous Nucleation of Organic Crystals Mediated by Single-Molecule Templates2012

    • 著者名/発表者名
      K. Harano, T. Homma, Y. Niimi, M. Koshino, K. Suenaga, L. Leibler, E. Nakamura
    • 雑誌名

      Nat. Mater.

      巻: 11 号: 10 ページ: 877-881

    • DOI

      10.1038/nmat3408

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular Release from Fluorous Glass Substrates Triggered by Increase in Gas Concentration in Water2014

    • 著者名/発表者名
      YAMADA Junya, HARANO Koji, NAKAMURA Eiichi
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Surface Structure on Molecular Release from Fluorous Surface Triggered by Increasing Gas Concentration in Water "2014

    • 著者名/発表者名
      Takakazu Seki, Junya Yamada, Koji Harano, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高いミセル形成能,分散化能および制御可能な界面活性を有する五重付加型フラーレン類の開発2014

    • 著者名/発表者名
      新田寛久,磯村真由子,原野幸治,中村栄一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] パーフルオロアルキル鎖の単分子実時間電子顕微鏡イメージング2014

    • 著者名/発表者名
      原野幸治,武永真也,岡田賢,新見佳子,吉戒直彦,磯部寛之,末永和知,片浦弘道,越野雅至,中村栄一
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Self-Assembled Programmable Nanospheres for Gene and Drug Delivery2014

    • 著者名/発表者名
      Koji Harano, Kosuke Minami, Koji Okamoto, Kent Doi, Eisei Noiri, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      International Symposium on Coordination Programming 2014 (ISCP2014)
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性フラーレン誘導体を用いた肺選択的siRNAデリバリー2013

    • 著者名/発表者名
      南皓輔
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学びわこ・くさつキャンパス,滋賀
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Nanocolumnar Crystal Growth of Organic Semiconductor Molecules on a Graphene-Modified Surface2013

    • 著者名/発表者名
      岡田賢
    • 学会等名
      第44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
      東京大学本郷キャンパス,東京
    • 年月日
      2013-03-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子・薬剤キャリアとして機能する自己集合型プログラマブルナノスフィアの創製2013

    • 著者名/発表者名
      原野幸治
    • 学会等名
      配位プログラミング第9回全体会議
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Surface Programming of Sub-100 nm-sized Fullerene Bilayer Vesicles2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Harano, Tatsuya Homma, Kosuke Minami, Shinichiro Mizuno, Junya Yamada, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      Japan-China young scientist symposium “Frontier of coordination chemistry at the interface of nano and micro"
    • 発表場所
      分子科学研究所(愛知県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] フルオラス相互作用を用いた表面機能化水溶性ナノカプセルの構築2013

    • 著者名/発表者名
      山田純也,水野慎一郎,原野幸治,中村栄一
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性フラーレン二重膜ベシクルへの芳香族分子の可溶化と選択性2013

    • 著者名/発表者名
      ゴルゴル リカルドミゾグチ,原野幸治,中村栄一
    • 学会等名
      第24回基礎有機化学討論会
    • 発表場所
      学習院大学(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 両親媒性コニカルフラーレンの自己集合と界面活性能2013

    • 著者名/発表者名
      新田寛久,磯村真由子,原野幸治,中村栄一
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性フラーレン二重膜ベシクルの芳香族分子可溶化能2013

    • 著者名/発表者名
      ゴルゴル リカルドミゾグチ,原野幸治,中村栄一
    • 学会等名
      第3回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Lung-Specific siRNA Delivery Using Water-Soluble Amino-Fullerene2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Harano, Kosuke Minami, Koji Okamoto, Kent Doi, Eisei Noiri, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      7th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2013)
    • 発表場所
      九州工業大学(福岡県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Self-Assembly and Surfactant Properties of Conical Fullerene Amphiphiles2013

    • 著者名/発表者名
      Hirohisa Nitta, Mayuko Isomura, Koji Harano, Eiichi Nakamura
    • 学会等名
      Tateshina Conference on Organic Chemistry
    • 発表場所
      蓼科フォーラム(長野県)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Sub-100 nm-Sized Fullerene Bilayer Vesicles for Bioconjugated Materials2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Harano
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2012)
    • 発表場所
      くにびきメッセ,島根
    • 年月日
      2012-12-01
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lung-Specific siRNA Delivery Using Cationic Amino-Fullerene2012

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Minami
    • 学会等名
      6th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2012)
    • 発表場所
      くにびきメッセ,島根
    • 年月日
      2012-11-30
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性フルオラスフラーレンベシクルの高密度表面修飾法の開発2012

    • 著者名/発表者名
      山田純也
    • 学会等名
      フルオラス科学研究会第5回シンポジウム
    • 発表場所
      戦災復興記念館,宮城
    • 年月日
      2012-11-29
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 単分子をテンプレートとした有機分子の不均一核形成と結晶成長2012

    • 著者名/発表者名
      原野幸治
    • 学会等名
      第21回有機結晶シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学すずかけ台キャンパス,神奈川
    • 年月日
      2012-11-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] グラフェンを用いた有機半導体分子の結晶成長制御と太陽電池への応用2012

    • 著者名/発表者名
      岡田賢
    • 学会等名
      第2回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス,東京
    • 年月日
      2012-10-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性フルオラスフラーレンベシクルの超分子的表面修飾2012

    • 著者名/発表者名
      山田純也
    • 学会等名
      第2回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス,東京
    • 年月日
      2012-10-17
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Functionalization of Nanosized Bilayer Vesicles Made of Nonpolar/Polar/Nonpolar Fullerene Amphiphiles2012

    • 著者名/発表者名
      Koji Harano
    • 学会等名
      21st IUPAC International Conference on Physical Organic Chemistry (ICPOC 21)
    • 発表場所
      Durham, UK
    • 年月日
      2012-09-10
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Morphological control of tetrabenzoporphyrin crystals by solution-processed graphene underlayer on PEDOT:PSS2012

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Okada
    • 学会等名
      The 2012 International Conference on Flexible and Printed Electronics
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス,東京
    • 年月日
      2012-09-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性フラーレンベシクルの疎水性表面上におけるポリマーナノカプセルのテンプレート合成2012

    • 著者名/発表者名
      ゴルゴルリカルドミゾグチ
    • 学会等名
      第43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
      東北大学川内キャンパス,宮城
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 水溶性アミノフラーレン誘導体を用いたsiRNAデリバリー2012

    • 著者名/発表者名
      南皓輔
    • 学会等名
      第43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
      東北大学川内キャンパス,宮城
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高親水性かつ非界面活性な両親媒性コニカルフラーレンによる固体分散2012

    • 著者名/発表者名
      新田寛久
    • 学会等名
      第43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
      東北大学川内キャンパス,宮城
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] カチオン性アミノフラーレンを用いたsiRNAデリバリー2012

    • 著者名/発表者名
      南皓輔
    • 学会等名
      第28回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター,北海道
    • 年月日
      2012-07-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [図書] 未来材料を創出するπ電子系の化学(CSJカレントレビュー12)π電子研究の歴史と将来展望,PartI 第3章 分担執筆2013

    • 著者名/発表者名
      原野幸治
    • 出版者
      化学同人
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [備考] Curriculum Vitae (Koji Harano)

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/common/member/CV_harano.pdf

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京大学 大学院理学系研究科化学専攻 物理有機化学研究室

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/common/NakamuraLab.html

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 東京大学大学院理学系研究科化学専攻物理有機化学研究室

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/common/NakamuraLab.html

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [産業財産権] Preparation of amorphous organic particles2014

    • 発明者名
      中村栄一,原野幸治,劉超
    • 権利者名
      中村栄一,原野幸治,劉超
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-03-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 外国

URL: 

公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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