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細胞取込過程の環境変化を認識するナノカプセルの構築と超音波力学療法への展開

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 26107715
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
研究機関大阪府立大学

研究代表者

原田 敦史  大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50302774)

研究期間 (年度) 2014-07-10 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2014年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード超音波力学療法 / 音増感剤 / 細胞内分布 / ナノカプセル / 細胞内分布制御
研究実績の概要

これまでに合成方法を確立し、細胞内分布が異なることが確認されている音増感剤(doxorubicin, DOX; triphenylphosphonium基導入DOX, TPP-DOX)について、細胞内還元環境で不安定化するカチオン性ナノカプセルへの封入条件の検討を行い、いずれの音増感剤についても60%程度の効率で封入できる条件を確認した。DOX封入ナノカプセルについてHeLa細胞への取り込み、細胞質でのDOXリリースをレーザー共焦点顕微鏡観察により確認した。1時間後においては、DOXの蛍光が細胞質に輝点状に観察され、核への局在は認められなかったが、4時間後においてはDOXが核への分布していることが確認された。これは、1時間後においては、ナノカプセルがエンドソーム内に存在しDOXはカプセル内に保持された状態ですが、4時間後までの間にナノカプセルがエンドソームから脱出し、細胞質還元環境に応答したナノカプセルの不安定化によりDOXがリリースされたと考えられる。リリースされたDOXはそれ自身の性質により核へと分布したと考えられる。
超音波力学療法効果をMTT assayにより評価した。DOXは抗がん剤としての性質を有しているため超音波照射を行っていない場合にも細胞生存率の低下が確認されたが、超音波照射を行うと、さらに生存率が低下した。TPP-DOXの場合、TPP基の導入により核へ局在しなくなるため超音波照射を行っていないときには細胞生存率の低下は確認されなかったが、超音波照射により有意な細胞生存率の低下が確認された。これは、TPP-DOXが超音波照射によって生成するROSがミトコンドリアへダメージを与えたためであると推測される。ナノカプセルへ封入する音増感剤の特性を選択することにより、異なる部位への作用によって超音波力学療法効果が誘導できると確認された。

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

    (12件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Effective condensation of multivalent anions into polyion complex micelles prepared from TiO2 nanoparticles and polyallylamine bearing poly(ethylene glycol) grafts2015

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Yamamoto, Eiji Yuba, Atsushi Harada and Kenji Kono
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 31 号: 31 ページ: 8583-8588

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.5b01883

    • 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] Gene expression of ternary complexes through the compaction of nanofiber-polyplexes by mixing with Lipofectamine2015

    • 著者名/発表者名
      R. Aono, K. Nomura, E. Yuba, A. Harada, K. Kono
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: in press 号: 5 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1039/c5bm00081e

    • 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] 自己組織化高分子を利用したナノメディシン設計2016

    • 著者名/発表者名
      原田敦史
    • 学会等名
      第25回NMMSセミナー
    • 発表場所
      徳島大学大学院医歯薬学研究部 薬学部第一講義室(徳島県徳島市)
    • 年月日
      2016-02-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparation of hollow nanocapsules for effective delivery of cationic sonosensitizers2015

    • 著者名/発表者名
      R. Teranishi, E. Yuba, A. Harada, K. Kono
    • 学会等名
      The International Chemical Congress of PACIFIC BASIN SOCIETIES 2015
    • 発表場所
      Sheraton Waikiki, Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波力学療法のためのナノキャリア設計2015

    • 著者名/発表者名
      原田敦史, 山本聡, 寺西諒真, 弓場英司, 河野健司
    • 学会等名
      2015年度 日本生体医工学会 分子デリバリー研究会
    • 発表場所
      ホテルグランドヒル市ヶ谷(東京都新宿区)
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 異なる細胞内分布を示すカチオン性音増感剤デリバリーのための中空ナノカプセルの調製2015

    • 著者名/発表者名
      寺西諒真, 弓場英司, 原田敦史, 河野健司
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2015-09-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Intracellular environment-responsive nanocapsules prepared through stabilization of self-assembly of head-tail type polycations2015

    • 著者名/発表者名
      A. Harada, R. Teranishi, R. Matsuki, E. Yuba, K. Kono
    • 学会等名
      5th International Colloids Conference
    • 発表場所
      Amsterdam Grand Hotel Krasnapolsky, Amsterdam, Netherlands
    • 年月日
      2015-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞内還元環境を認識する中空ナノカプセルへの音増感剤の内包2015

    • 著者名/発表者名
      寺西諒真, 弓場英司, 原田敦史, 河野健司
    • 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
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 超音波力学療法のための酸化チタンナノ粒子内包高分子ミセル2014

    • 著者名/発表者名
      原田敦史、山本聡、弓場英司、河野健司
    • 学会等名
      分子デリバリー研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2014-12-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 化チタンナノ粒子内包ポリイオンコンプレックスミセルの超音波照射による殺細胞効果発現メカニズム評価2014

    • 著者名/発表者名
      山本聡、弓場英司、原田敦史、河野健司
    • 学会等名
      第63回高分子討論会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス(長崎県)
    • 年月日
      2014-09-24 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 酸化チタンナノ粒子内包高分子ミセルを用いた低侵襲超音波力学療法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      山本聡、弓場英司、原田敦史、河野健司、濱進、小暮健太朗
    • 学会等名
      第43回医用高分子シンポジウム
    • 発表場所
      産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京都)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 治療装置および治療システム2014

    • 発明者名
      原田敦史、山本聡、小暮健太朗、濱進
    • 権利者名
      原田敦史、山本聡、小暮健太朗、濱進
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2014-07-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-11-20   更新日: 2018-03-28  

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