• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2013 年度 実績報告書

タンパク質内包光開裂性ナノ粒子を用いた細胞内タンパク質の制御と病態モデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 24390007
研究機関東京大学

研究代表者

加藤 大  東京大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (30332943)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2016-03-31
キーワードナノ粒子 / 細胞 / 光 / 機能制御
研究実績の概要

物質が機能する場所やタイミングの制御は、物質の適正な使用、安全面なので非常に重要である。本研究で我々は、低分子化合物を内包した光開裂性シリカ製ナノ粒子を開発した。本ナノ粒子の調製には、ラジカル重合を用いず、また形成される網目構造が非常に細かいため、いろいろな低分子化合物(ローダミン、propidium iodide (PI)、ナイルブルー)を、機能を維持した状態で内包した。
一方、本ナノ粒子に光照射することで、内包した物質は放出され、機能を回復したことから、本ナノ粒子は汎用的な機能制御法として使用できると考えられた。さらに照射する光量を増加させるに従い、放出される内包物質の量も増加した。しかし調製したナノ粒子は細胞内に取り込まれないため、PI内包ナノ粒子の表面に細胞膜透過性ペプチド(R8)を被覆し、細胞に導入した。その結果、光照射前はナノ粒子に内包された状態で細胞質に存在していたPIが、20秒間の光照射によって、ナノ粒子から放出され、2分後には核内に移行していることが観察された。したがった本ナノ粒子は、内包していた小分子を短時間の光照射で放出し、直ちに機能を発現させることが可能な、優れた時空間制御法として利用できると考えられる。
最近、細胞内の局所での物質の機能に興味が集まっているので、本ナノ粒子を用いることで、これらの解析が可能になると期待している。また機能性物質の放出を光で正確に制御可能な本ナノ粒子は、DDSや光センサーへの応用も期待される。

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

ナノ粒子を用いて細胞内物質の機能を制御法を開発し、本手法で細胞内の物質の機能解析に成功したため。

今後の研究の推進方策

開発した手法を用いて細胞内反応の解析を行う

次年度使用額が生じた理由

当初の予想に反し、ナノ粒子の粒子径によって、タンパク質放出の際の細胞内の動態が大きく変化することを示唆する予想外の知見が明らかになった。研究遂行上、ナノ粒子の粒子径が細胞内動態に与える影響を詳細に検討する必要が生じた。

次年度使用額の使用計画

開発したナノ粒子を用いた細胞内反応の解析を行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Comparison of the migration behavior of nanoparticles based on polyethylene glycol and silica using micellar electrokinetic chromatography2015

    • 著者名/発表者名
      M. Kato, M. Sasaki, Y. Ueyama, A. Koga, A. Sano, T. Higashi, T. Sanata
    • 雑誌名

      Journal of Separation Sciences

      巻: 38 ページ: 468-474

    • DOI

      10.1002/jssc.201401086

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Gene regulation by intracellular delivery and photodegradation of nanoparticles containing small interfering RNA2014

    • 著者名/発表者名
      S. Murayama, P. Kos, K. Miyata, K. Kataoka, E. Wagner, M. Kato
    • 雑誌名

      Macromolecular Bioscience

      巻: 14 ページ: 626-631

    • DOI

      10.1002/mabi.201300393

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A computer simulation study of the network structure of a hydrogel prepared from a tetra-armed star pre-polymer2014

    • 著者名/発表者名
      K. Takagi, S. Murayama, T. Sakai, M. Asai, T. Santa, M. Kato
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: 10 ページ: 3553-3559

    • DOI

      10.1039/C3SM52908H

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Reduction of molecular leaching from a gel matrix for the precisely controlled release of encapsulated molecules by light stimulus2014

    • 著者名/発表者名
      T. Amamoto, T. Santa, M. Kato
    • 雑誌名

      Chemical & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 62 ページ: 649-653

    • DOI

      10.1248/cpb.c14-00094

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development a spatiotemporal control method of molecular function using silica-based photodegradable nanoparticles that can be prepared at a mild condition2014

    • 著者名/発表者名
      Ishizuka, X.S. Liu, S. Murayama, T. Santa, M. Kato
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 2 ページ: 4153-4158

    • DOI

      10.1039/C4TB00536H

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Simple Preparation of Polyethylene Glycol-Based Soft Nanoparticles Containing Dual Imaging Probes2013

    • 著者名/発表者名
      S. Murayama, J. Jo, Y. Shibata, K. Liang, T. Santa, T. Saga, I. Aoki, M. Kato
    • 雑誌名

      Journal of Materials Chemistry B

      巻: 1 ページ: 4932-4938

    • DOI

      10.1039/C3TB20828A

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 経皮投与可能な抗体内包可視光分解性ナノ粒子の開発2015

    • 著者名/発表者名
      天本宇紀,三田智文,加藤 大
    • 学会等名
      日本薬学会第135年会
    • 発表場所
      神戸サンボーホール(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-26
  • [学会発表] Separation of nanoparticles using CE and HPLC2014

    • 著者名/発表者名
      Masaru Kato, Naoki Itoh, Minoru Sasaki
    • 学会等名
      14th Asia-Pacific International Symposium on Microscale Separations and Analysis
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-12-09 – 2014-12-09
  • [学会発表] 可視光 で内包物を放出する光応答性ゲルの開発2014

    • 著者名/発表者名
      天本 宇紀、三田 智文、加藤 大
    • 学会等名
      第27回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 発表場所
      帝京大学(東京都板橋区)
    • 年月日
      2014-08-21 – 2014-08-21
  • [学会発表] 光分解性ナノ粒子を利用して規定量の生理活性物質を細胞内に放出した際の応答解析2014

    • 著者名/発表者名
      柴田悠圭、三田智文、加藤 大
    • 学会等名
      次世代を担う若手のためのフィジカル・ファーマフォーラム
    • 発表場所
      箱根高原ホテル(神奈川県足柄下郡箱根町)
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-15
  • [学会発表] タンパク質内包ナノ粒子を用いた細胞の機能制御2013

    • 著者名/発表者名
      加藤 大
    • 学会等名
      第26回バイオメディカル分析科学シンポジウム
    • 発表場所
      昭和大学(東京都品川区)
    • 年月日
      2013-08-02 – 2013-08-02
    • 招待講演
  • [備考] 研究室のHP

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/CNBI/kato/index.html

URL: 

公開日: 2016-06-01  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi