2022 Fiscal Year Research-status Report
メカノセンサー標的型磁性ナノ粒子の創製とヒトiPS細胞精密挙動制御技術の開発
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21K04787
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
堀江 正信 京都大学, 環境安全保健機構, 助教 (60727014)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井藤 彰 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60345915)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | メカノバイオロジー / 局所物理刺激 / ヒトiPS細胞 / バイオプロセス / 磁性ナノ粒子 / 細胞製造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はメカノセンサー標的型粒子の設計と開発、および物理刺激がヒトiPS細胞に与える影響評価を主として行なった。具体的には直径約10 nmのマグネタイ ト粒子の表面をアミノシランコートしPEG鎖を導入する。さらにミトコンドリア指向性化合物TPPおよび核移行シグナルペプチドを提示させることによって、それぞれミトコンドリアおよび細胞核への送達を目指した。構築したマグネタイト粒子を正電荷脂質膜で包埋することによって、負の電荷を持つ細胞表面に自身で結合し取り込まれる。リポソームの主成分であるDOPEが膜融合することによってマグネタイト粒子はエンドソーム脱出するものと考えた。
当該粒子を構築後テストとして、まずマウスKRAS変異大腸がんCT26細胞(BALB/c)に取り込ませ、集積や細胞影響を評価した。コントロールとしてミトコンドリアターゲッティング部位（TPP）有無の2種類を構築し、評価を行った。その結果、細胞への取り込み量、交流磁場照射による温度上昇はTPPの有無に関わらずに同等であった。一方で、細胞生存率に関してはTPP無しの場合、70%程度であったのに対して、TPPありの場合、40%程度まで低下しており、効果的に細胞を殺傷していることが確認できた。さらに、当該粒子を取り込ませた上記細胞を電子顕微鏡によって観察したところ、TPP提示粒子の方が優位にミトコンドリアに集積していることが確認できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ミトコンドリア標的型磁性粒子の構築は完了し、ガン細胞をモデルとして標的性や機能確認を終えることができている。それらの結果を論文としてまとめることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
構築したミトコンドリア標的型磁性ナノ粒子をヒトiPS細胞に取りませ、上記と同様に取り込み量及び交流磁場による発熱、さらに電子顕微鏡を用いたミトコンドリアへの集積を評価する予定である。それらの評価と同時に、ネオジム磁石を用いた細胞内の局所物理刺激などの負荷と細胞応答評価を行っていく。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍によって当初の予定より出張などが減少したことによって、余剰残金を繰越とした。本年度はヒトiPS細胞へのミトコンドリア標的型磁性ナノ粒子の機能評価を行うため、培養培地や遺伝子評価用プライマーや酵素、およびタンパク質評価用抗体などに使用する計画である。
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