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2018 年度 実績報告書

光アンテナ-フラーレン誘導体二元系の光線力学治療薬としての応用

研究課題

研究課題/領域番号 16H04133
研究機関広島大学

研究代表者

池田 篤志  広島大学, 工学研究科, 教授 (90274505)

研究分担者 杉川 幸太  広島大学, 工学研究科, 助教 (60745503)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワードフラーレン / リポソーム / 光線力学治療 / シクロデキストリン / エネルギー移動 / 一重項酸素 / ポルフィリン
研究実績の概要

これまでに極性基を持つC60誘導体と光アンテナ部位となるカルボシアニン系の色素をリポソーム内に共存させることに成功した。今回は、C60誘導体の代わりにポルフィリンを用いた。光アンテナとしては、650nm付近に吸収をもち、C60誘導体の場合に用いたDiDを用いた。このとき、皮膚透過性が高く、深部のがんにも有効で、しかも光線力学治療でよく使用されている600nm以上の光を照射した。このポルフィリン-DiD二元系リポソームをがん細胞の一つであるHeLa細胞に取り込ませ、600 nm以上の波長の光を照射した。その結果、ポルフィリンのみの系と同じ毒性しか示さなかった。この原因は、DiDとポルフィリンのエネルギーレベルがあっていないため、この二元系間でエネルギー移動が起こらなかったことが原因として考えられた。そこで、光アンテナとして550nm付近に吸収極大をもつDiIを用いた。その結果、500nm以上の光を照射すると、ポルフィリン-DiD二元系リポソームはポルフィリン内包リポソームに比べ高いがん細胞に対する光線力学活性を示すことが明らかになった。この結果から、光アンテナDiIからポルフィリンにうまくエネルギー移動が起こり光線力学活性の向上が実現できたことになった。このように、今回調製したポルフィリンと光DiIを共存させた二元系リポソームは、500nm以上の光照射ではあるが非常に高い光線力学活性をもつことを示した。

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

当初予定であった光アンテナーフラーレン誘導体二元系で高い光線力学活性が得られ、現在は光アンテナ、ならびに発生部位を変更しさらなる活性の向上を目指すことができている。

今後の研究の推進方策

今回、C60誘導体とDiD間では効率よくエネルギー移動が起こったのにポルフィリンとDiD間では全くエネルギー移動が起こらなかった。そこで、これら分子のエネルギーレベルを電気化学測定ならびに吸収スペクトル測定によって決定し、メカニズムの解析を行う。また、この知見を元に、新しい光アンテナ分子と活性分子の選択を行い、光線力学活性の向上と活性とエネルギーレベルの関係を明らかにする。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] Stabilisation of lipid membrane-incorporated porphyrin derivative aqueous solutions and their photodynamic activities2019

    • 著者名/発表者名
      Nakaya Toshimi、Horiguchi Banri、Hino Shodai、Sugikawa Kouta、Funabashi Hisakage、Kuroda Akio、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      Photochemical & Photobiological Sciences

      巻: 18 ページ: 459~466

    • DOI

      10.1039/C8PP00350E

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement in Guest Molecule Incorporation into Lipid Membranes in the Presence of Zinc-Porphyrin Anchor Molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuya、Sugikawa Kouta、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 4 ページ: 134~137

    • DOI

      10.1002/slct.201803462

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-triggered hydrophilic drug release from liposomes through removal of a photolabile protecting group2019

    • 著者名/発表者名
      Goto Yuya、Ueda Masafumi、Sugikawa Kouta、Yasuhara Kazuma、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 9 ページ: 166~171

    • DOI

      10.1039/c8ra08584f

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High photodynamic activities of water-soluble inclusion complexes of 5,15-diazaporphyrins in cyclodextrin2019

    • 著者名/発表者名
      Satake Shuhei、Shinmori Hideyuki、Kawabata Shigeki、Sugikawa Kouta、Funabashi Hisakage、Kuroda Akio、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      Organic & Biomolecular Chemistry

      巻: 17 ページ: 3141~3149

    • DOI

      10.1039/C9OB00101H

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reversible Supramolecular System of Porphyrin Exchange between Inclusion in Cyclodextrin and Intercalation in DNA by Change in pH2018

    • 著者名/発表者名
      Notsu Shota、Sugikawa Kouta、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 3 ページ: 5900~5904

    • DOI

      10.1002/slct.201801070

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of the incorporation and release of guest molecules by photodimerization in liposomes2018

    • 著者名/発表者名
      Shimokawa Ryo、Ueda Masafumi、Sugikawa Kouta、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology

      巻: 185 ページ: 235~240

    • DOI

      10.1016/j.jphotobiol.2018.06.008

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1H NMR Determination of Incorporated Porphyrin Location in Lipid Membranes of Liposomes2018

    • 著者名/発表者名
      Nakaya Toshimi、Tsuchiya Yuki、Horiguchi Banri、Sugikawa Kouta、Komaguchi Kenji、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      巻: 91 ページ: 1337~1342

    • DOI

      10.1246/bcsj.20180115

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Suppression of Gold Nanoparticle Aggregation on Lipid Membranes Using Nanosized Liposomes To Increase Steric Hindrance2018

    • 著者名/発表者名
      Sugikawa Kouta、Matsuo Kotaro、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      Langmuir

      巻: 35 ページ: 229~236

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b03550

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photodynamic Activity of Fullerene Derivatives Solubilized in Water by Natural‐Product‐Based Solubilizing Agents2018

    • 著者名/発表者名
      Antoku Daiki、Sugikawa Kouta、Ikeda Atsushi
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 25 ページ: 1854~1865

    • DOI

      10.1002/chem.201803657

    • 査読あり
  • [学会発表] 超分子集合体による脂質ベシクルの形状制御 (1)2019

    • 著者名/発表者名
      杉川幸太・大野雅貴・池田篤志
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 超分子集合体による脂質ベシクルの形状制御 (2)2019

    • 著者名/発表者名
      近藤龍次・杉川幸太・池田篤志
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 光反応によるリポソームへのモデル薬物の包接および放出制御2019

    • 著者名/発表者名
      下川諒・上田将史・杉川幸太・池田篤志
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 光刺激による親水性薬物のリポソームからの放出2019

    • 著者名/発表者名
      後藤雄哉・杉川幸太・安原主馬・池田篤志
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 超分子化学的手法を利用したポルフィリン含有フラーレンナノ粒子の合成2019

    • 著者名/発表者名
      増田幸将・杉川幸太・池田篤志
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
  • [学会発表] 光アンテナ分子とフラーレン誘導体を含有したリポソームによる光線力学活性の向上2018

    • 著者名/発表者名
      池田 篤志・安德 大輝・佐竹 秀平・前 智也・杉川 幸太・舟橋 久景・黒田 章夫
    • 学会等名
      第16回ホスト-;ゲスト・超分子化学シンポジウム
  • [学会発表] 光刺激に応答したリポソームからのペニシリンGの放出2018

    • 著者名/発表者名
      後藤雄哉・杉川幸太・池田篤志
    • 学会等名
      第12回 有機π電子系シンポジウム
  • [産業財産権] ポルフィリン錯体2019

    • 発明者名
      池田 篤志
    • 権利者名
      池田 篤志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2019-30928
  • [産業財産権] リポソーム及びリポソームの製造方法2019

    • 発明者名
      池田 篤志
    • 権利者名
      池田 篤志
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特許2019-073596

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公開日: 2019-12-27  

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