シャペロンの糖鎖認識を原理とした新規細胞ストレスセンシング法の開発

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19350078
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生体関連化学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 新倉 謙一 北海道大学, 電子科学研究所, 准教授 (40360896)
• 研究分担者: 居城 邦治 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (90221762) ; 小暮 健太朗 京都薬科大学, 薬学部, 教授 (70262540)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 糖鎖 / 量子ドット / 核移行 / 細胞ストレス / シャペロン

研究概要

申請者は糖鎖提示量子ドットをプローブとして細胞がストレスに暴露した際の応答を、感度よく検出することを目的に研究を進めた。3年間の研究で主に以下の2点を明らかにすることができた。
1.GlcNAcを提示した量子ドットは小胞体に蓄積する傾向があり、重金属などで細胞にストレスを付加することでその蓄積量が増えることがわかった。これは細胞ストレスを蛍光量で定量できることを示すものである。
2.α-Glucoseを提示した量子ドットは、細胞の核内に蓄積することがわかった。ナノ粒子の核移行は医学的にニーズが高いため、多様な応用につながる発見である。

研究成果

• [雑誌論文] Influence of Hydrophobic Structures on the Plasma Membrane Permeability of Lipid-like Molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Niikura, K. Nambara, T. Okajima, Y. Matsuo, K. Ijiro
  • 雑誌名: Langmuir (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low pH-Triggered Model Drug Molecule Release from Virus-Like Particles (2010)
  • 著者名/発表者名: N. Ohtake, K. Niikura, T. Suzuki, K. Nagakawa, S. Mikuni, Y. Matsuo, M. Kinjo, H. Sawa, K. Ijiro
  • 雑誌名: ChemBioChem 11 ページ: 959-962
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multivalent display of oligosaccharides on nanoparticles accelerates thier nuclear import (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Niikura, K. Ijiro, S. Sekiguchi
  • 雑誌名: Trends in Glycoscience and Glycotechnology 21 ページ: 335-344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gold nanoparticle arrangement on viral particles through carbohydrate recognition : A non-crosslinking approach to optical virus detection (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Niikura, K. Nagakawa, N Ohtake, T. Suzuki, Y. Matsuo, H. Sawa, K. Ijiro
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem. 20 ページ: 1848-1852
  • 査読あり
• [雑誌論文] Envelope-type lipid nanoparticles incorporating a short PEG-lipid conjugate for improved control of intracellular trafficking and transgene transcription (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Masuda, H. Akita, K. Niikura, T. Nishio, M. Ukawa, K. Enoto, R. Danev, K. Nagayama, K. Ijiro, H. Harashima
  • 雑誌名: Biomaterials 30 ページ: 4806-4814
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Accumulation of Carbohydrate-Displaying CdTe Quantum Dots in Cells Responding to Cellular Chemical Stresses (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Nishio, K. Niikura, Y. Mastuo, K. Ijiro
  • 雑誌名: Int. J. Nanosci. 8 ページ: 219-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] Design of cell-surface-retained polymers for artificial ligand display (2009)
  • 著者名/発表者名: R. Kamitani, K. Niikura, T. Okajima, Y. Matsuo, K. Ijiro
  • 雑誌名: ChemBioChem 10 ページ: 230-233
  • 査読あり
• [雑誌論文] Oligosaccharide-mediated Nuclear Transport of Nanoparticles (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Niikura, S. Sekiguchi, T. Nishio, T. Masuda, H. Akita, Y. Matsuo, K. Kogure, H. Harashima, K. Ijiro
  • 雑誌名: ChemBioChem 9 ページ: 2623-2627
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of Multiassembly by Addition of a Phosphate Group at the 5'-Sticky End (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Tanaka, Y. Matsuo, K. Niikura, K. Ijiro
  • 雑誌名: Chem. Lett. 37(7) ページ: 758-759
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequence-Specific Control of Azobenzene Assemblies by Molecular Recognition of DNA (2008)
  • 著者名/発表者名: O. Haruta, Y. Matsuo, Y. Hashimoto, K. Niikura,K. Ijiro
  • 雑誌名: Langmuir 24(6) ページ: 2618-2624
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Cellular Uptake of Virus-Like Particles through Immobilization on a Sialic Acid-Displaying Solid Surface (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ohtake, K. Niikura, T. Suzuki, K. Nagakawa, H. Sawa, K. Biro
  • 雑誌名: Bioconjugate Chem 19 ページ: 507-515
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of lipid particles targeted viasugar-lipid conjugates as novel nuclear gene delivery system (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Masuda, H. Akita, T. Nishio, K. Niikura, K. Kogure, K. Ijiro, H. Harashima
  • 雑誌名: Biomaterials 29 ページ: 709-723
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pattemed Immobilization of Unprotected Carbohydrates on an Aminooxy Polymer-Grafted Solid Surface (2007)
  • 著者名/発表者名: R. Kamitani, K. Niikura, T. Onodera, N. Iwasaki, H. Shimaoka, K. Ijiro
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jp 80(9) ページ: 1808-1813
  • 査読あり
• [学会発表] pH に応答した分子放出のためのウイルスナノカプセルの機能化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大竹範子, 新倉謙一, 鈴木忠樹, 三國新太郎, 松尾保孝, 永川桂太, 金城政孝, 澤洋文, 居城邦治
  • 学会等名: 日本化学会第90春季年会
  • 発表場所: 近畿大学本部キャンパス
  • 年月日: 20100326-20100329
• [学会発表] Preparation of fuctionalized virus-like particles enabling pH-mediated release of target molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: Noriko Ohtake, Kenichi Niikura, Tadaki Suzuki, Shintaro Mikuni, Yasutaka Matsuo, Keita Nagakawa, Masataka Kinjo, Hirofumi Sawa, Kuniharu Ijiro
  • 学会等名: International Symposium of Joint Research Network on Advanced Materials and Devices "彫" [Chou]
  • 発表場所: Hotel-Nidom, Hokkaido, Japan
  • 年月日: 20100325-20100326
• [学会発表] ウイルスの金属被覆とウイルスセンシングへの応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一
  • 学会等名: 田中貴金属工業記念講演
  • 発表場所: 田中貴金属工業 (東京)
  • 年月日: 2010-04-27
• [学会発表] Gold nanoparticle array based on the surface structure of virus (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nagakawa, K. Niikura, N. Ohtake, T. Suzuki, Y. Matsuo, H. Sawa, K. Ijiro
  • 学会等名: International Symposium on Engineering Neo-Biomimetics-Toward Paradigm Shift for Innovation-
  • 発表場所: AIST Tokyo Waterfront
  • 年月日: 20091001-20091002
• [学会発表] オリゴ糖の高密度提示によって促進されるナノ微粒子の核内輸送 (2009)
  • 著者名/発表者名: 関口翔太, 新倉謙一, 松尾保孝, 吉村成弘, 居城邦治
  • 学会等名: 第58回高分子討論会
  • 発表場所: 熊本大学工学部
  • 年月日: 20090916-20090918
• [学会発表] 細胞膜特異的な高分子を用いた細胞表層修飾法の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一, 南原克行, 神谷亮介, 岡嶋孝治, 居城邦治
  • 学会等名: 第19回バイオ・高分子シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学先端科学技術研究センター
  • 年月日: 20090729-20090730
• [学会発表] 分子内包ウイルスカプセルの作製とナノバイオロジーへの応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一
  • 学会等名: 岐阜大学生命工学科公開セミナー
  • 発表場所: 岐阜大学
  • 年月日: 2009-09-28
• [学会発表] ウイルスの糖鎖認識を利用したナノバイオテクノロジー (2009)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一
  • 学会等名: 生体分子機能工学専攻特別講義講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2009-07-16
• [学会発表] Sugar-Displaying Quantum Dots as a Bioimaging Tool (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Niikura
  • 学会等名: Recent Advances in Fluorescence Spectroscopic Methods for Biological and Chemical Systems
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-02-27
• [学会発表] Water soluble carbohydrate-displaying quantum dots for glycoprotein mimics in cells (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Nishio, K. Niikura, Y. Matsuo, H. Akita, H. Harashima, K. Ijiro
  • 学会等名: AsiaNANO2008 (Asian Conference on Nanoscience and Nanotechnology)
  • 発表場所: Biopolis, Singapore
  • 年月日: 20081103-20081107
• [学会発表] 糖鎖提示によるナノ微粒子・タンパクの核内移行促進 (2008)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一
  • 学会等名: 大阪大学蛋白質研究所セミナー「細胞機能制御システムとしての核膜研究～基礎から臨床応用を目指して～」
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20080724-20080725
• [学会発表] 糖鎖量子ドットプローブを用いた細胞ストレス可視化法の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西尾崇, 新倉謙一, 秋田英万, 松尾保孝, 原島秀吉, 居城邦治
  • 学会等名: 第57回高分子学会年次大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20080528-20080530
• [学会発表] 糖鎖修飾量子ドットを用いた細胞内核内移行の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 関口翔太, 西尾崇, 新倉謙一, 松尾保孝, 居城邦治
  • 学会等名: 日本化学会第88春季年会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 20080326-20080330
• [学会発表] 糖鎖提示量子ドットによる細胞ストレスのイメージング技術の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 西尾崇, 新倉謙一, 秋田英万, 松尾保孝, 原島秀吉, 居城邦治
  • 学会等名: 第22回生体機能関連化学シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学多元物質科学研究所
  • 年月日: 20070928-20070929
• [学会発表] 単一細胞のストレスをイメージングできる糖鎖プローブ分子の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 西尾崇, 新倉謙一, 松尾保孝, 秋田英万, 小暮健太朗, 原島秀吉, 居城邦治
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 20070919-20070921
• [学会発表] 細胞のストレスイメージングを可能とする鎖プローブの開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一, 西尾崇, 松尾保孝, 秋田英万, 小暮健太朗, 原島秀吉, 居城邦治
  • 学会等名: 第27回日本糖質学会年会
  • 発表場所: 九州大学
  • 年月日: 20070801-20070803
• [学会発表] 糖鎖半導体ナノ微粒子による細胞ストレス可視化技術の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一, 西尾崇, 秋田英万, 原島秀吉, 松尾保孝, 居城邦治
  • 学会等名: 第17回バイオ・高分子シンポジウム
  • 発表場所: 上智大学
  • 年月日: 20070730-20070731
• [図書] 複合糖質の化学と最新応用技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一
  • 総ページ数: 228-234
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 金属ナノ・マイクロ粒子の形状・構造制御技術 (2009)
  • 著者名/発表者名: 松尾保孝, 新倉謙一, 居城邦治
  • 総ページ数: 188-198
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 量子ドットの生命科学領域への応用 (2007)
  • 著者名/発表者名: 新倉謙一, 居城邦治
  • 総ページ数: 195-203
  • 出版者: シーエムシー出版