| 研究課題/領域番号 |
15K21292
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
仲村 英也 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00584426)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | ナノ粒子と細胞膜の相互作用 |
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| 研究実績の概要 |
現在、ナノ粒子を利用した治療技術の開発が活発に行われているが、ボトルネックの解消の1つに、ナノ粒子が細胞膜を透過する現象を精密に制御する技術の開発が必要である。本研究では、外部から電場を印加してナノ粒子を細胞内に送り届ける手法に着目した。特に、人為的に操作可能な制御因子である“ナノ粒子の物性”と“電場の印加条件”の影響を解析し、ナノ粒子の物性に応じた最適な電場印加条件を決定することを研究目的とした。
本年度は、分子動力学（MD）シミュレーションを用いて、電場の印加によるナノ粒子の細胞膜透過現象を解析した。まず、粗視化分子動力学法にもとづく計算モデルを構築した。次に、印加電場の強度が正帯電性金ナノ粒子の細胞膜透過性に及ぼす影響について解析し、ナノ粒子の細胞膜透過メカニズムについて考察した。その結果、膜破壊電位よりも低い電場強度においてもナノ粒子は細胞膜を直接透過することを見出した。さらに、粒子の侵入時に膜に生成した細孔は、粒子透過後に瞬時に縮小し膜が自己修復することが分かった。これより、電場強度を適切に制御することで、高効率かつ低侵襲でナノ粒子を細胞内部に送達できる可能性を見出した。
加えて、平面脂質膜法を用いた実験系を構築し、脂質２重膜を安定的に形成する基礎的な実験プロトコルを確立した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
基盤となる計算モデルの構築を順調に終え、ナノ粒子の細胞膜透過現象を解析する段階に当初の計画よりも早く移行することができた。また、平面脂質膜法を用いた実験系の構築も、順調に進展した。
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| 今後の研究の推進方策 |
分子動力学シミュレーションによる解析では、特にナノ粒子のサイズに焦点を当て、細胞膜を直接透過できる粒子サイズの範囲について明らかにする。並行して、平面脂質膜法による実験を行い、電場印加環境におけるナノ粒子の脂質２重膜への付着および透過を評価することにも取り組む。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平面脂質膜実験の装置を予定していた金額より低価格で購入することができたため。また、発表を予定している国際会議参加費の支払い時期が平成２８年４月以降になったため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
物品費はシミュレーションデータ保存用大容量記録媒体の購入および実験で使用する各種市販品ナノ粒子の購入に充てる。旅費は国際会議参加費に充てる。
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