2023 年度研究成果報告書

生体透過性の高い近赤外線でガン治療をするためのヤヌス型金ナノ粒子の開発

研究課題

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研究課題/領域番号	22K19908
研究種目	挑戦的研究(萌芽)
配分区分	基金
審査区分	中区分90:人間医工学およびその関連分野
研究機関	北海道大学
研究代表者	居城邦治北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (90221762)
研究期間 (年度)	2022-06-30 – 2024-03-31
キーワード	金ナノ粒子 / ヤヌス型ナノ粒子 / 自己集合 / 光免疫療法 / 近赤外 / 光熱変換
研究成果の概要	本研究では、近赤外（NIR）光を吸収し発熱する金ナノ粒子を温度応答性リガンドで被覆し、光熱変換により疎水性となり界面活性効果が発現することで、細胞膜を破壊するシステムを開発した。金ナノディスク表面に弱疎水性リガンドを修飾して温度応答性を付与した結果、金ナノディスクは加熱/冷却に応じて集合/脱集合を示し、良好な分散安定性を示した。続いて、同様のリガンドで修飾した金ナノロッドを培地中でガン細胞と混合しNIR光を照射して、細胞膜破壊の効果を評価した結果、NIR光照射で細胞の生存率が顕著に低下した。以上の結果から、金ナノ粒子の光熱変換能を用いるとNIR光でガン細胞の死滅を誘起できることが分かった。
自由記述の分野	コロイド化学、高分子化学、ナノマテリアル
研究成果の学術的意義や社会的意義	近年、「第5のガン治療」として注目されている光免疫療法は、皮膚を透過する近赤外（NIR）光で色素を反応させ、ガン細胞を特異的に死滅させることができるが、細胞膜の破壊効率、色素分子の吸収波長、内在的な毒性の点で改善の余地がある。一方で、本研究により、金ナノ粒子の形状を制御することで、より生体透過性が高いNIR領域にプラズモン吸収波長を設定できることが明らかとなった。さらに、金ナノ粒子の光熱変換能により、NIR光でガン細胞の死滅を誘起できることが分かった。本研究で得られた成果により、標的細胞の破壊効率が高く、毒性を低減した新たな光免疫療法への応用展開が期待できる。