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2015 年度 実績報告書

光増感剤修飾分子を用いたPCI の分子科学

公募研究

研究領域ナノメディシン分子科学
研究課題/領域番号 26107711
研究機関岡山大学

研究代表者

大槻 高史  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80321735)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワード核酸 / RNA / エンドソーム / 光増感剤 / アポトーシス
研究実績の概要

細胞内で機能する医薬は、自発的に細胞内に侵入するものでない限り、キャリアによって細胞内まで届ける必要がある。キャリアによって細胞内に医薬や生理活性物質を細胞内に導入する際に しばしば問題となるのが、導入した物質のエンドソーム内トラップである。この問題の解決策の1つにPhotochemical internalization (PCI)法がある。これは、光照射によりエンドソームに溜まってしまった物質をエンドソーム外(細胞質内)に放出させる方法である。 この方法で利用される物質として、光増感剤を付加した細胞内侵入性分子(光応答コンジュゲート)が挙げられる。しかしながら、現在、PCIの成否に関わる光増感剤の性質はまだ明らかではなく、光応答コンジュゲートの設計指針も確立していない。そこで本研究では、まず、PCI法における光照射によるエンドソーム破壊機構の解明に取り組んだ。光増感剤からの一重項酸素生成、熱生成、蛍光放射に加え、スーパーオキシドの生成等についても調べ、それぞれの光応答反応がどのくらいの割合でエンドソーム破壊に寄与しているかを調べた。結果として、最も関係するのは一重項酸素の生成であることが分かり、そのことは一重項酸素クエンチャーを用いた研究においても確認された。 また、一重項酸素の短寿命の割には長い時間をかけてエンドソーム膜破壊が起こること、エンドソーム破壊までの間にpH上昇がみられること、などを明らかにした(Ohtsuki et al, Scientific Reports, 2015)。また、効率よくPCIを起こす光応答コンジュゲートの設計指針についても検討した。光増感剤を付加するペプチド上の位置はCPPと逆側(C末)の方がよかった。光増感剤の近傍配列として好ましい配列も分かってきた。

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

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Enhanced cellular uptake of lactosomes using cell-penetrating peptides2016

    • 著者名/発表者名
      Akahoshi, A., Matuura, E., Ozeki, E., Matsui, H., Watanabe, K., Ohtsuki, T.
    • 雑誌名

      Sci. Technol. Adv. Mater.

      巻: 17 ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The molecular mechanism of photochemical internalization of cell penetrating peptide-cargo-photosensitizer conjugates.2015

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuki, T., Miki, S., Kobayashi, S., Haraguchi, T., Nakata, E., Hirakawa, K., Sumita, K., Watanabe, K., Okazaki, S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 18577

    • DOI

      10.1038/srep18577

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光化学的に細胞質内に侵入するペプチド分子の設計2015

    • 著者名/発表者名
      大槻高史
    • 雑誌名

      月刊 化学工業

      巻: 66 ページ: 34-39

  • [学会発表] Photosensitizing peptides and proteins for photochemical internalization2015

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohtsuki, Shunya Miki, Hayato Fujiwara, Mizuki Kitamatsu, Kazutaka Hirakawa, Shigetoshi Okazaki, Kazunori Watanabe
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-16 – 2015-12-16
    • 国際学会
  • [学会発表] 可視光および近赤外光による細胞内RNA導入の局所的誘導2015

    • 著者名/発表者名
      大槻高史、白神かおり、渡邉和則
    • 学会等名
      BMB2015
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-05
    • 招待講演
  • [学会発表] 光を用いた細胞内への物質導入2015

    • 著者名/発表者名
      大槻 高史
    • 学会等名
      新学術領域研究「ナノメディシン分子科学」+「超高速バイオアセンブラ」合同若手の会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-10-31 – 2015-11-01
    • 招待講演
  • [学会発表] アポトーシスの光誘導法の開発2015

    • 著者名/発表者名
      藤原 隼人・畑地 祐里・北松 瑞生・渡邉 和則・大槻 高史
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [学会発表] ケージドアミノアシル tRNA を用いたタンパク質合成の光制御2015

    • 著者名/発表者名
      神崎 重人・赤星 彰也・渡邉 和則・大槻 高史
    • 学会等名
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      熊本
    • 年月日
      2015-09-10 – 2015-09-12
  • [図書] Nanotechnology Tools for the Study of RNA (Chapter 4を担当)2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe, K., Ohtsuki, T.
    • 総ページ数
      208
    • 出版者
      Elsevier

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公開日: 2017-01-06  

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