タンパク質ナノカプセルを用いたMRIナノ造影剤の構築と機能診断

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25750176
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 河野 喬仁 九州大学, 先端融合医療レドックスナビ研究拠点, 特任助教 (90526831)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: ナノ材料 / DDS / 画像診断システム / 造影剤 / 分子イメージング

研究実績の概要

MRI (Magnetic Resonance Imaging) は非侵襲・無障害な画像診断法で、空間分解能に優れている。MRIは生体内の水分子から核磁気共鳴信号を得て画像化しているが、組織や疾患によっては鮮明な画像が得られない場合があり、高感度なMRI造影剤の開発が急務である。一般的な造影剤はガドリニウム錯体であり、ガドリニウムと水の相互作用がMRIシグナルに影響を与える。そこでGd-水の運動性を制御した高感度なMRI造影剤の開発を目的とした。本研究ではsmall heat shock protein 16.5を利用した。このタンパク質は内孔（8 nm）を有するナノカプセル（外径13 nm）を形成するため、Gd錯体を内包でき、また疎水性部位の導入によってその運動性を制御可能である。ナノカプセルを発現・精製を行い、DTPA-Malを用いて内部にガドリニウムを導入した。MRI測定によって疎水性部位の導入によるシグナルの増強がみられ、臨床用の造影剤であるマグネビストと比較しておよそ20倍近いMRシグナルを確認した。また膵癌標的ペプチドiRGDをカプセル表面に提示することによって、膵癌細胞のイメージングにも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Systemic Delivery of Protein Nanocages Bearing CTT Peptides for Enhanced Imaging of MMP-2 Expression in Metastatic Tumor Models (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahito Kawano, Masaharu Murata, Jing Shu Piao, Sayoko Narahara, Nobuhito Hamano, Jeong-Hun Kang, Makoto Hashizume
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 16 ページ: 148-158
  • DOI: 10.3390/ijms16010148
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Expression and characterization of myristoylated preS1-conjugated nanocages for targeted cell delivery (2015)
  • 著者名/発表者名: Masaharu Murata, Jing Shu Piao, Sayoko Narahara, Takahito Kawano, Nobuhito Hamano, Jeong-Hun Kang, Daisuke Asai, Ryo Ugawa, Makoto Hashizume
  • 雑誌名: Protein Expression and Purification 巻: 110 ページ: 52-56
  • DOI: 10.1016/j.pep.2014.12.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Honeycomb-shaped surface topography induces differentiation of human mesenchymal stem cells (hMSCs): uniform porous polymer scaffolds prepared by the breath figure technique (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahito Kawano, Madoka Sato, Hiroshi Yabu, Masatsugu Shimomur
  • 雑誌名: Biomaterials Science 巻: 2 ページ: 52-56
  • DOI: 10.1039/C3BM60195A
  • 査読あり
• [学会発表] 膵癌特異的タンパク質ナノカプセルを用いた高感度MRI造影剤 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野 喬仁、村田 正治、朴 晶淑、楢原 佐由子、大内田 研宙、橋爪 誠
  • 学会等名: 第31回DDS学会学術集会
  • 発表場所: 東京、新宿京王プラザホテル
  • 年月日: 2015-07-02 – 2015-07-03
• [学会発表] タンパク質ナノカプセルを用いた高感度膵癌標的MRIプローブの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野 喬仁、村田 正治、朴 晶淑、楢原 佐由子、大内田 研宙、橋爪 誠
  • 学会等名: 第30回DDS学会学術集会
  • 発表場所: 東京、慶應義塾大学
  • 年月日: 2014-07-30 – 2014-07-30
• [学会発表] Hsp16.5 Protein Nano-Cages Conjugated Magnetic Resonance Contrast Agents with High Efficient Relaxivity Properties (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahito Kawano, Masaharu Murata, Jing Shu Piao, Sayoko Narahara, Nobuhito Hamano, Jeong-Hun Kang, Makoto Hashizume
  • 学会等名: 2014 CRS Annual Meeting
  • 発表場所: Chicago, Hilton Chicago Hotel
  • 年月日: 2014-07-13 – 2014-07-16
• [学会発表] ガドリニウム錯体内包タンパク質ナノカプセルを用いた高感度MRIプローブの開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野 喬仁、村田 正治、朴 晶淑、楢原 佐由子、大内田 研宙、橋爪 誠
  • 学会等名: 第63回高分子年次大会
  • 発表場所: 名古屋、名古屋国際会議場
  • 年月日: 2014-05-28 – 2014-05-30