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光増感剤修飾分子を用いたPCI の分子科学

公募研究

研究領域ナノメディシン分子科学
研究課題/領域番号 26107711
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
研究機関岡山大学

研究代表者

大槻 高史  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80321735)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2015年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2014年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード核酸 / RNA / エンドソーム / 光増感剤 / アポトーシス
研究実績の概要

細胞内で機能する医薬は、自発的に細胞内に侵入するものでない限り、キャリアによって細胞内まで届ける必要がある。キャリアによって細胞内に医薬や生理活性物質を細胞内に導入する際に しばしば問題となるのが、導入した物質のエンドソーム内トラップである。この問題の解決策の1つにPhotochemical internalization (PCI)法がある。これは、光照射によりエンドソームに溜まってしまった物質をエンドソーム外(細胞質内)に放出させる方法である。 この方法で利用される物質として、光増感剤を付加した細胞内侵入性分子(光応答コンジュゲート)が挙げられる。しかしながら、現在、PCIの成否に関わる光増感剤の性質はまだ明らかではなく、光応答コンジュゲートの設計指針も確立していない。そこで本研究では、まず、PCI法における光照射によるエンドソーム破壊機構の解明に取り組んだ。光増感剤からの一重項酸素生成、熱生成、蛍光放射に加え、スーパーオキシドの生成等についても調べ、それぞれの光応答反応がどのくらいの割合でエンドソーム破壊に寄与しているかを調べた。結果として、最も関係するのは一重項酸素の生成であることが分かり、そのことは一重項酸素クエンチャーを用いた研究においても確認された。 また、一重項酸素の短寿命の割には長い時間をかけてエンドソーム膜破壊が起こること、エンドソーム破壊までの間にpH上昇がみられること、などを明らかにした(Ohtsuki et al, Scientific Reports, 2015)。また、効率よくPCIを起こす光応答コンジュゲートの設計指針についても検討した。光増感剤を付加するペプチド上の位置はCPPと逆側(C末)の方がよかった。光増感剤の近傍配列として好ましい配列も分かってきた。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Enhanced cellular uptake of lactosomes using cell-penetrating peptides2016

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi, A., Matuura, E., Ozeki, E., Matsui, H., Watanabe, K., Ohtsuki, T.
    • 雑誌名

      Sci. Technol. Adv. Mater.

      巻: 17

    • 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 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The molecular mechanism of photochemical internalization of cell penetrating peptide-cargo-photosensitizer conjugates2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Shunya Miki, Shouhei Kobayashi, Tokuko Haraguchi, Eiji Nakata, Kazutaka Hirakawa, Kensuke Sumita, Kazunori Watanabe, Shigetoshi Okazaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 18577-18577

    • DOI

      10.1038/srep18577

    • NAID

      120005844166

    • 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] 光化学的に細胞質内に侵入するペプチド分子の設計2015

    • 著者名/発表者名
      大槻高史
    • 雑誌名

      月刊 化学工業

      巻: 66 ページ: 34-39

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Novel leucine zipper motif-based hybrid peptide delivers functional peptide cargo inside cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Hakata, Y., S. Tsuchiya, H. Michiue, T. Ohtsuki, H. Matsui, M. Miyazawa, and M. Kitamatsu
    • 雑誌名

      Chem. Comm.

      巻: 51 号: 2 ページ: 413-416

    • DOI

      10.1039/c4cc07459a

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photo-dependent protein biosynthesis using a caged aminoacyl-tRNA.2014

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi, A., Doi, Y., Sisido, M., Watanabe, K., Ohtsuki, T.
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 24

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Losing the stem-loop structure from metazoan mitochondrial tRNAs and co-evolution of interacting factors.2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, Y., Suematsu, T. and Ohtsuki T.
    • 雑誌名

      Frontiers in Genetics

      巻: 5 ページ: 109-109

    • DOI

      10.3389/fgene.2014.00109

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Photosensitizing peptides and proteins for photochemical internalization2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Shunya Miki, Hayato Fujiwara, Mizuki Kitamatsu, Kazutaka Hirakawa, Shigetoshi Okazaki, Kazunori Watanabe
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 可視光および近赤外光による細胞内RNA導入の局所的誘導2015

    • 著者名/発表者名
      大槻高史、白神かおり、渡邉和則
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光を用いた細胞内への物質導入2015

    • 著者名/発表者名
      大槻 高史
    • 学会等名
      新学術領域研究「ナノメディシン分子科学」+「超高速バイオアセンブラ」合同若手の会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-10-31
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アポトーシスの光誘導法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      藤原 隼人・畑地 祐里・北松 瑞生・渡邉 和則・大槻 高史
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ケージドアミノアシル tRNA を用いたタンパク質合成の光制御2015

    • 著者名/発表者名
      神崎 重人・赤星 彰也・渡邉 和則・大槻 高史
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Design of photosensitizing peptide molecules for photochemical internalization2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Hayato Fujiwara, Yuri Hatachi, Mizuki Kitamatsu, Kazunori Watanabe
    • 学会等名
      The 6th Taiwan-Japan Symposium on Nanomedicine
    • 発表場所
      Taipei
    • 年月日
      2015-01-08 – 2015-01-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] PCI法におけるエンドソーム脱出機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      三木 駿也, 澄田 憲祐, 渡邉 和則, 平川 和貴, 岡崎 茂俊, 大槻 高史
    • 学会等名
      第 37 回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CLIP-RNAi法で高効率にRNAiを起こす多環状RNAの開発2014

    • 著者名/発表者名
      村上 真一, 渡邉 和則, 大槻 高史
    • 学会等名
      第 37 回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-11-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光増感剤と高分子ミセルを用いたRNAデリバリーキャリアの設計2014

    • 著者名/発表者名
      井野川翔一、渡邊和則、小関英一、松浦栄次、大槻高史
    • 学会等名
      第36回バイオマテリアル学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-11-17 – 2014-11-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光化学的に細胞質内に侵入するペプチド分子の設計2014

    • 著者名/発表者名
      大槻 高史・藤原 隼人・畑地 祐里・北松 瑞生・渡邉 和則
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 細胞内で蛍光を発する低分子RNA追跡ツールの設計2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊和則・三好 祐一・佐藤 奈央子・森本 一弘・樫田 啓・浅沼 浩之・大槻 高史
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CLIP-RNAi法における多環状RNAの設計と開発2014

    • 著者名/発表者名
      村上真一・渡邉 和則・大槻 高史
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光増感反応によるエンドソーム脱出機構の解明2014

    • 著者名/発表者名
      三木駿也・澄田 憲祐・渡邉 和則・平川 和貴・岡崎 茂俊・大槻 高史
    • 学会等名
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 光誘導RNAi法 (CLIP-RNAi) の3次元細胞集合体への応用2014

    • 著者名/発表者名
      岩崎慎也、渡邉和則、中澤浩二、大槻高史
    • 学会等名
      第2回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • 発表場所
      岡山
    • 年月日
      2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] Nanotechnology Tools for the Study of RNA (Chapter 4を担当)2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, K., Ohtsuki, T.
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Fundamental Biomedical Technology (Chapter 19を担当)2014

    • 著者名/発表者名
      Watanabe K. and Ohtsuki T.
    • 総ページ数
      479
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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