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2015 年度 実績報告書

フリーズエッチ電顕法による薬剤・遺伝子導入用ナノ粒子の細胞内取込み機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25253004
研究機関京都大学

研究代表者

Heuser John  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 教授 (40571815)

研究分担者 村上 達也  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 准教授 (90410737)
研究期間 (年度) 2013-05-31 – 2016-03-31
キーワード電子顕微鏡 / ドラッグデリバリー / エンドサイトーシス / トランスフェクション
研究実績の概要

The basic purpose of this project was to visualize with the electron microscope (the EM) the mechanism of entry of the important cell-penetrating therapeutic agents available today, with the hypothesis that this entry is via endosome-rupture after cells have “endocytosed” the agents.
The agents we obtained from different laboratories all totally failed to provide any tools that would be visible by electron microscopy, or potent enough to penetrate cells and thus be used for drug delivery.
As a last resort, we finally fell back on simply trying to achieve just one of the desired characteristics of drug delivery agents. Among the different endosome-disrupting peptides we sought to characterize, we chose the HA2 peptide, derived from Influenza virus, and the GALA peptide, a de novo-designed peptide. However, such endosome disrupting peptides are of small molecular weight, and thus are totally invisible in the electron microscope. Therefore, in order to study their mechanism of action, we had to combine the use of these peptides with probes that we could actually see by electron microscopy, and then follow the uptake of these 'markers' at different stages of the internalization-mechanism.
We did all of this by intensive use of classical thin section electron microscopy, as well as by our own very special and unique procedures for quick-freeze, freeze-etch electron microscopy. Sadly, we utterly failed to achieve any success in these efforts, and learned absolutely nothing about how or why or when any of these cell-penetrating peptides ultimately reach the cytoplasm.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 2件)

  • [国際共同研究] NIH(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      NIH
  • [雑誌論文] The modeling of Alzheimer's disease by the overexpression of mutant Presenilin 1 in human embryonic stem cells.2016

    • 著者名/発表者名
      Honda M, Minami I, Tooi N, Morone N, Nishioka H, Uemura K, Kinoshita A, Heuser JE, Nakatsuji N, Aiba K.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 469 ページ: 587-92.

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.12.025.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mitochondrial fission protein Drp1 regulates mitochondrial transport and dendritic arborization in cerebellar Purkinje cells.2015

    • 著者名/発表者名
      Fukumitsu K, Hatsukano T, Yoshimura A, Heuser J, Fujishima K, Kengaku M.
    • 雑誌名

      Mol Cell Neurosci.

      巻: 71 ページ: 56-65.

    • DOI

      10.1016/j.mcn.2015.12.006.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Eisosome Ultrastructure and Evolution in Fungi, Microalgae, and Lichens.2015

    • 著者名/発表者名
      Lee JH, Heuser JE, Roth R, Goodenough U.
    • 雑誌名

      Eukaryot Cell.

      巻: 14 ページ: 1017-42.

    • DOI

      10.1128/EC.00106-15.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Synergistic action of dendritic mitochondria and creatine kinase maintains ATP homeostasis and actin dynamics in growing neuronal dendrites.2015

    • 著者名/発表者名
      Fukumitsu K, Fujishima K, Yoshimura A, Wu YK, Heuser J, Kengaku M.
    • 雑誌名

      J Neurosci.

      巻: 35 ページ: 5707-23.

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.4115-14.2015.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Role of the clathrin adaptor PICALM in normal hematopoiesis and polycythemia vera pathophysiology.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa Y, Maeda M, Pasham M, Aguet F, Tacheva-Grigorova SK, Masuda T, Yi H, Lee SU, Xu J, Teruya-Feldstein J, Ericsson M, Mullally A, Heuser J, Kirchhausen T, Maeda T.
    • 雑誌名

      Haematologica.

      巻: 100 ページ: 439-51.

    • DOI

      10.3324/haematol.2014.119537.

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Discovering the cause of adult-onset muscular dystrophy by electron microscopy of mouse genetic models.2016

    • 著者名/発表者名
      John Heuser
    • 学会等名
      第121回日本解剖学会総会・学術集会
    • 発表場所
      福島、日本
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-30
    • 招待講演
  • [学会発表] Profound plasma membrane changes caused by acute cholesterol elevation2015

    • 著者名/発表者名
      Azumi Yoshimura, Silvia Pujals, Nobuhiro Morone, Tanya Tenkova and John Heuser
    • 学会等名
      Biochemistry and Molecular Biology 2015
    • 発表場所
      Kobe, Japan
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
    • 招待講演

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公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-02  

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