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2014 年度 実績報告書

能動的ターゲッティングリガンドとしての特殊ペプチドの探索とナノ治療への展開

研究課題

研究課題/領域番号 13J06119
研究機関東京大学

研究代表者

吉冨 徹  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードペプチド創薬 / 細胞膜透過ペプチド / 薬物送達システム / チャンバーアレイ / 特殊大環状ペプチド
研究実績の概要

昨年度、人工リン脂質二重膜デバイスを新規に構築し、膜透過性ペプチドの探索に応用しようと研究を行っていたものの、人工リン脂質二重膜と実際の細胞膜は、膜タンパク質や糖鎖の有無だけでなく、マクロピノサイトースのような細胞の動的な現象でも大きな違いがあった。そこで、本年度、申請者は、ピコタイタープレート内での細胞膜透過性ペプチドの探索法を新規に考案した。その方法は、30万個(直径30μm、深さ30μm)の穴が空いたガラス製のピコタイタープレート内に、転写・翻訳反応に必要な配列を含む鋳型DNAが結合した直径20μmのシリカビーズと細胞を挿入し、そのウェル内で転写・翻訳反応を行うことで、膜透過性ペプチドを探索するという方法である。エマルジョンポリメラーゼ連鎖反応法によって、各ビーズ上にDNAライブラリーをクローナルに増幅させることができるため、数万種類程度のペプチドの細胞膜透過性を一度に解析することができる。また、そのウェル内にあるビーズ上のDNA配列情報を、パイロシークエンス法などのDNAシークエンシングによって読み取ることができるため、各ウェル内で翻訳された細胞膜透過性ペプチドの配列を簡単に読み取ることができる。この新しい方法を確立するため、本年度は、下記の実験を実施した。
1. シリカビーズ上の鋳型DNAを用いた翻訳合成の確立、およびピコタイタープレート内での翻訳合成の確認
2. 遠心操作を用いた各ウェル内への細胞挿入法の確立
3. 特定のアミノ酸配列に結合し強い蛍光を発する蛍光試薬を用いた翻訳合成ペプチドの蛍光標識法の確立

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

昨年度までは、膜透過性ペプチドの探索を行うために、人工脂質二重膜デバイスの新規構築を行っていたものの、実際の細胞膜と人工脂質二重膜は、細胞膜に存在する糖鎖や膜タンパク質などが存在する点や動的な挙動の面で大きくかけ離れていることから、本年度からは生きた細胞を用いたシステムに変更した。そのため、研究の進展でやや遅れは出ているものの、本システムが完成すれば、ペプチド創薬研究に大きな進展となることが期待できる。現段階で、シリカビーズに結合した鋳型DNAを用いた翻訳合成やペプチドへの蛍光ラベル化など着実に研究は進展しており、今後、共焦点顕微鏡を用いて細胞膜を透過したペプチドを検出する手法を確立する。最終目標である細胞膜透過性ペプチドの探索システムの確立まであと少しのところまで来ていると考えている。

今後の研究の推進方策

共焦点顕微鏡を用いて、ピコタイタープレート内で翻訳された細胞膜透過性ペプチドの細胞取り込みを検出を試みる。この実験により、考案したシステムが機能することを実証する。さらに、標的タンパク質に強固に結合するペプチドライブラリーの中から、本システムを用いて、細胞膜透過性を有するペプチドの探索に使用できることを示す。また、この研究の成果として、正常細胞には取り込まれず、がん細胞に選択的に取り込まれるペプチド配列が明らかになる可能性があり、ナノ治療への応用へ展開していきたいと考えている。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (18件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Development of an oral nanotherapeutics using redox nanoparticles for treatment of colitis-associated colon cancer2015

    • 著者名/発表者名
      Long Binh Vong, Toru Yoshitomi, Hirofumi Matsui and Yukio Nagasaki
    • 雑誌名

      Biomaterials

      巻: 55 ページ: 54-63

    • DOI

      10.1016/j.biomaterials.2015.03.037

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of nitroxide radicals-containing polymer for scavenging ROS from cigarette smoke2014

    • 著者名/発表者名
      Toru Yoshitomi, Kazuhiro Kuramochi, Long Binh Vong, Yukio Nagasaki
    • 雑誌名

      Science and Technology for Advanced Materials

      巻: 15 ページ: 035002

    • DOI

      doi: 10.1088/1468-6996/15/3/035002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Behavior of ROS-Scavenging Nanoparticles in Blood2014

    • 著者名/発表者名
      Madoka Shimizu, Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 54 ページ: 166-173

    • DOI

      doi: 10.3164/jcbn.13-85

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ROS-scavenging Nanomedicine for Treatment of Oxidative Stress Injuries2014

    • 著者名/発表者名
      Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki
    • 雑誌名

      Advanced Healthcare Materials

      巻: 3 ページ: 1149-1161

    • DOI

      doi: 10.1002/adhm.201300576

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 活性酸素を消去するナノメディシンによる酸化ストレス疾患の治療2014

    • 著者名/発表者名
      吉冨 徹
    • 雑誌名

      Drug Delivery System

      巻: 29 ページ: 88-89

  • [雑誌論文] 未来を切り拓く特殊ペプチド創薬2014

    • 著者名/発表者名
      長野 正展、吉冨 徹、菅 裕明
    • 雑誌名

      ファルマシア

      巻: 50 ページ: 751-755

  • [雑誌論文] 機能性大環状ポリペプチドの翻訳合成とRaPID探索2014

    • 著者名/発表者名
      菅 裕明、吉冨 徹、長野 正展:、、63, 10月号, 計3ページ (2014) (印刷中)
    • 雑誌名

      高分子

      巻: 63 ページ: 712-714

  • [学会発表] Combination therapy using ROS scavenging nanoparticles for effective treatment of colitis-associated colon cancer2015

    • 著者名/発表者名
      Long Binh Vong, Toru Yoshitomi, and Hirofumi Matsui, Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2015
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba, Ibaraki
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-13
  • [学会発表] 安全で高性能な腹膜透析を目指した有機-無機ハイブリッドレドックスナノ粒子の構築と評価2015

    • 著者名/発表者名
      松村卓馬、矢口達也、吉冨 徹、池田 豊、植田敦志、平山 暁、長崎幸夫
    • 学会等名
      第24回インテリジェント材料・システムシンポジウム
    • 発表場所
      東京女子医科大学、東京
    • 年月日
      2015-01-19 – 2015-01-19
  • [学会発表] Oral Nanotherapeutics of Polymeric Redox Nanoparticle for Treatment of Colitis-Associated Colon Cancer2014

    • 著者名/発表者名
      Long Binh Vong, Toru Yoshitomi, Hirofumi Matsui and Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      10th SPSJ Intrenational Polymer Conference
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba, Ibaraki
    • 年月日
      2014-12-05 – 2014-12-05
  • [学会発表] Design of redox polymer-silica nanohybrid materials for effective treatment of chronic renal failure2014

    • 著者名/発表者名
      Takuma Matsumura, Tatsuya Yaguchi, Toru Yoshitomi, Yutaka Ikeda, Atsushi Ueda, Aki Hirayama and Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      10th SPSJ Intrenational Polymer Conference
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba, Ibaraki
    • 年月日
      2014-12-04 – 2014-12-04
  • [学会発表] Oral redox polymeric naotherapeutics for treatment of colitis-associated colon cancer2014

    • 著者名/発表者名
      Long Binh Vong, Toru Yoshitomi, Hirofumi Matsuishi, Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      2nd Functionality Organized Nanostructures
    • 発表場所
      日本未来館、東京
    • 年月日
      2014-11-27 – 2014-11-27
  • [学会発表] Design of silica gel-containing redox nanoparticle for peritoneal dialysis2014

    • 著者名/発表者名
      Takuma Matsumura, Tatsuya Yaguchi, Toru Yoshitomi, Yutaka Ikeda, Atsushi Ueda, Aki Hirayama, Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      Polymer Network and Gelysmpo2014
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-11
  • [学会発表] Development of D-amino acid oxidase-loaded redox-injectable gel system using oppositely charged polymer pairs2014

    • 著者名/発表者名
      Junya Kaneko, Pua Min Ley, Toru Yoshitomi, Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      Polymer Network and Gelysmpo2014
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2014-11-10 – 2014-11-14
  • [学会発表] Design of redox polymer-silica hybrid nanoparticles, siRNP, for treatment of renal failure2014

    • 著者名/発表者名
      Takuma Matsumura , Tatsuya Yaguchi, Toru Yoshitomi, Yutaka Ikeda, Atsushi Ueda, Aki Hirayama, Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Fusion Materials
    • 発表場所
      University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-03
  • [学会発表] レドックスナノ粒子の経口投与による炎症誘起化学発生大腸がんの治療効果2014

    • 著者名/発表者名
      長崎幸夫、Long Binh Vong、吉冨 徹、松井裕史
    • 学会等名
      第42回日本潰瘍学会
    • 発表場所
      慶応大学、東京
    • 年月日
      2014-10-31 – 2014-10-31
  • [学会発表] Oral delivery of redox nanoparticles for colitis-associated colon cancer therapy2014

    • 著者名/発表者名
      Long B. Vong, Toru Yoshitomi, Hirofumi Matsui, Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      The 73rd Annual Meeting of the Japanese Cancer Association
    • 発表場所
      Pacifico Yokohama, Kanagawa
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-27
  • [学会発表] Orally Administered Redox Polymeric Nanoparticle 7412 That Internalizes in Cancer Tissues and Inhibits the Colitis-2014

    • 著者名/発表者名
      Long Binh Vong、Toru Yoshitomi、 Hirofumi Matsui、Yukio Nagasaki
    • 学会等名
      63th Fall Meeting of Polymer Society
    • 発表場所
      Nagasaki Univ., Nagasaki
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-25
  • [学会発表] 抗酸化効果による腹膜保護と吸着による透析効率増強効果を併せ持つ腹膜透析用ナノ粒子の開発2014

    • 著者名/発表者名
      長崎幸夫,松村卓馬,矢口達也,吉冨 徹,池田 豊,植田敦志,平山 暁
    • 学会等名
      腎とフリーラジカル研究会
    • 発表場所
      ウインクあいち、愛知
    • 年月日
      2014-09-20 – 2014-09-20
  • [学会発表] 高性能腹膜透析を可能にするナノ腎臓設計と評価2014

    • 著者名/発表者名
      長崎幸夫、松村卓馬、矢口達也、吉冨 徹、池田 豊、平山 暁、植田敦志
    • 学会等名
      第20回日本腹膜透析医学会学術集会
    • 発表場所
      山形国際ホテル、山形
    • 年月日
      2014-09-06 – 2014-09-06
  • [学会発表] Oral nanotherapeutics for inflammatory bowel disease: Mechanistic investigation of redox-active nanoparticle in colon mucosa2014

    • 著者名/発表者名
      Vong Binh Long、吉冨 徹、松井 裕史、長崎 幸夫
    • 学会等名
      第30回日本DDS学会学術集会
    • 発表場所
      慶応大学芝共立キャンパス、東京
    • 年月日
      2014-07-30 – 2014-07-30
  • [学会発表] シリカ含有レドックスナノ粒子、siRNPの設計と腹膜透析への展開2014

    • 著者名/発表者名
      長崎幸夫、松村卓馬、矢口達也、池田 豊、吉冨 徹、植田敦志、平山 暁
    • 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、東京
    • 年月日
      2014-07-29 – 2014-07-29
  • [学会発表] Design and use of silica-containing redox nanoparticles, siRNP, for protection of encapsulating peritoneal sclerosis2014

    • 著者名/発表者名
      Yukio Nagasaki, Tatsuya Yaguchi, Takuma Matsumura, Toru Yoshitomi, Yutaka Ikeda, Atsushi Ueda, and Aki Hirayama
    • 学会等名
      2014 Controlled Release Society Annual Meeting
    • 発表場所
      Edinburgh International Conference Centre, Chicago, USA
    • 年月日
      2014-07-14 – 2014-07-14
  • [学会発表] Oral nanotherapeutics of redox nanoparticles for treatment of colitis associated colon cancer2014

    • 著者名/発表者名
      Long Binh Vong, Toru Yoshitomi, Hirofumi Matsui, Yukio Nagasak
    • 学会等名
      第63回高分子学会春季年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、愛知
    • 年月日
      2014-05-30 – 2014-05-30
  • [学会発表] Design of Nanoparticle therapeutics for ischemia reperfusion injuries2014

    • 著者名/発表者名
      Yukio Nagasaki, Toru Yoshitomi, Kazuko Toh, Aiki Marushima, Hideo Tsurushima, Kensuke Suzuki, Akira Matsumura, Aki Hirayama, Shoji Sanada, Akemi Yoshida, Masafumi Kitakaze
    • 学会等名
      2nd International Meeting on Ischemia Reperfusion Injuries on Transplantarion
    • 発表場所
      Futuroscope, Foitiers, France
    • 年月日
      2014-04-24 – 2014-04-24
  • [備考] 東京大学 菅研究室HP

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/bioorg/index.html

  • [備考] 筑波大学 長崎研究室HP

    • URL

      http://www.ims.tsukuba.ac.jp/~nagasaki_lab/index.htm

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公開日: 2016-06-01  

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