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2015 年度 実績報告書

癌細胞上の受容体と結合する形態制御無機ナノ粒子による腫瘍悪性化抑止効果の実現

研究課題

研究課題/領域番号 26870836
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

柴 弘太  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 国際ナノアーキテクトニクス研究拠点, ICYS研究員 (20638126)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードナノ粒子 / 機能性 / 単分散 / 無機有機ハイブリッド / マイクロリアクタ / 細胞毒性
研究実績の概要

本研究では、安価かつ汎用性の高い新規癌治療法の創出に向け、抗体医薬と同様の機能を発現する無機材料を合成し、癌細胞を用いた機能評価を行うことを目的としている。具体的には、癌細胞増殖を引き起こす物質(リガンド)の形状や表面特性を模倣した無機酸化物ナノ粒子を合成し、癌細胞膜上に発現する受容体に、リガンドに代わって結合させることで、腫瘍悪性化の抑制を目指すものである。
初年度は、肺癌細胞等に高発現する上皮成長因子受容体(EGFR)のEGF結合領域にフィットする表面形状・特性およびサイズのナノ粒子を合成するため、粒子合成システムの構築・最適化に取り組んだ。EGF はEGFRの特定領域(数~十数 nm サイズ)と、静電相互作用および疎水性相互作用により特異的に結合することが明らかにされており、これら条件を満たす粒子をターゲットとした。詳細な検討の結果、申請者が以前に開発・報告した核形成/粒子成長分離型の粒子合成システムをベースに、これを多段階化することで、サイズ10 nm~30 nm程度の酸化物系無機有機ハイブリッドナノ粒子が再現性良く得られることを確認しており、論文として発表済みである。
最終年度は、サイズに加えてEGF結合領域との親和性の鍵となり得る疎水性官能基および正の電荷源として、オクタデシル基およびアミノ基の導入について検討し、これら官能基で機能化したナノ粒子を得ることに成功した。ナノ粒子と細胞の相互作用に関する研究に関しても予備的な検討を進め、粒子存在下における細胞増殖挙動について報告した。その中で、特徴的な発光挙動やゲスト分子の徐放挙動を見出すなど、研究構想段階では予期しなかった成果が得られ、論文発表済みである。以上、研究計画に沿った形の成果を創出しつつ、さらなるバイオ応用展開につながる知見も見出しており、当初期待した以上の成果が得られたと考えている。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 6件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of Cationic Surfactant Micelles on Hydroxyapatite Nanocrystal Formation: An Investigation into the Inorganic-Organic Interfacial Interactions2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shiba, S. Motozuka, T. Yamaguchi, N. Ogawa, Y. Otsuka, Z. Xu, K. Ohnuma, and M. Tagaya
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 16 ページ: 1463-1471

    • DOI

      DOI: 10.1021/acs.cgd.5b01599

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Finite Element Analysis on Nanomechanical Detection of Small Particles; Towards Virus Detection2016

    • 著者名/発表者名
      G. Imamura, K. Shiba, and G. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology, section Virology

      巻: 7 ページ: 488-1-488-7

    • DOI

      DOI: 10.3389/fmicb.2016.00488

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation of Phospholipid Vesicle-templated Calcium Phosphate Nanostructures and Their Cytocompatibility2016

    • 著者名/発表者名
      M. Tagaya, T. Yamaguchi, and K. Shiba
    • 雑誌名

      Crystal Growth & Design

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      in press

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation of europium(III)-doped hydroxyapatite nanocrystals in the presence of cationic surfactant2016

    • 著者名/発表者名
      T. Kataoka, K. Shiba, and M. Tagaya
    • 雑誌名

      Colloids and Interface Science Communications

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      in press

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Preparation of Luminescent Titania/Dye Hybrid Nanoparticles and Their Dissolution Properties for Controlling Cellular Environments2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shiba, M. Tagaya, T. Sugiyama, and N. Hanagaya
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 5 ページ: 104343-104353

    • DOI

      DOI: 10.1039/C5RA23026H

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Controlled growth of silica-titania hybrid functional nanoparticles through a multistep microfluidic approach2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shiba, T. Sugiyama, T. Takei, and G. Yoshikawa
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 51 ページ: 15854-15857

    • DOI

      DOI: 10.1039/C5CC07230A

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 界面活性剤ミセル存在下における発光性水酸アパタイトナノ結晶の合成と特性2016

    • 著者名/発表者名
      片岡卓也, 柴弘太, 多賀谷基博
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京都 目黒区 東京工業大学
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-22
  • [学会発表] 真球状チタニア/鉄(III)アセチルトナート複合粒子の合成と光/磁気特性2016

    • 著者名/発表者名
      片岡卓也, 柴弘太, Mitsuhiro Okuda, Santiago Blanco-Canosa, 多賀谷基博
    • 学会等名
      日本セラミックス協会 2016年年会
    • 発表場所
      東京都 新宿区 早稲田大学
    • 年月日
      2016-03-14 – 2016-03-16
  • [学会発表] Development of versatile receptor layer materials for nanomechanical sensor-based detection/discrimination2016

    • 著者名/発表者名
      K. Shiba
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2016
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] Nanomechanical Sensor (MSS) towards Mobile Olfaction2016

    • 著者名/発表者名
      G. Yoshikawa, K. Shiba, and G. Imamura
    • 学会等名
      MANA International Symposium 2016
    • 発表場所
      Epochal Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-03-09 – 2016-03-11
    • 国際学会
  • [学会発表] シリカメソ構造体膜における細孔間距離の制御2015

    • 著者名/発表者名
      小林幸平, 柴弘太, 本塚智, 多賀谷基博
    • 学会等名
      第1回ナノバイオセラミックスによる細胞機能制御テクノロジー研究会
    • 発表場所
      新潟県 長岡市 アオーレ長岡 市民ホールD
    • 年月日
      2015-08-21 – 2015-08-21
  • [学会発表] 界面活性剤を用いた水酸アパタイト合成技術の開発2015

    • 著者名/発表者名
      片岡卓也, 本塚智, 柴弘太, 大沼清, 大塚雄市, 許哲峰, 多賀谷基博
    • 学会等名
      第1回ナノバイオセラミックスによる細胞機能制御テクノロジー研究会
    • 発表場所
      新潟県 長岡市 アオーレ長岡 市民ホールD
    • 年月日
      2015-08-21 – 2015-08-21
  • [学会発表] Control of hydroxyapatite nucleation/growth by cationic surfactant micelle and the interfacial interaction analysis based on DV-Xα calculation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kataoka, K. Shiba, S. Motozuka, N. Ogawa, T. Yamaguchi, K. Ohnuma, Y. Otsuka, Z. Xu, and M. Tagaya
    • 学会等名
      第28回DV-Xα研究会
    • 発表場所
      山形県 山形大学
    • 年月日
      2015-08-05 – 2015-08-07
  • [図書] シランカップリング剤の調整・処理条件 事例集 第9章「シランカップリング剤による微細構造形成技術」・第2節「シランカップリング剤を用いたマイクロパターンの機能化」2016

    • 著者名/発表者名
      多賀谷基博, 柴弘太
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      株式会社 技術情報協会
  • [図書] Biomaterials Nanoarchitectonics2015

    • 著者名/発表者名
      K. Shiba, G. Imamura, and G. Yoshikawa
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Elsevier B. V.

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公開日: 2017-01-06  

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