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2013 Fiscal Year Annual Research Report

遺伝子・薬剤キャリアとして機能する自己集合型プログラマブルナノスフィアの創製

Publicly Offered Research

Project AreaCoordination Programming - Science of Molecular Superstructures for Chemical Devices
Project/Area Number 24108710
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

原野 幸治  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70451515)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Keywords超分子化学 / フラーレン / 自己組織化 / ドラッグデリバリー / 遺伝子治療
Research Abstract

本研究では低ダメージの遺伝子導入および薬剤の標的選択的輸送に資する水溶性プログラマブルナノスフィアの構築とその機能評価を行った.以下に本年度に得られた結果を示す.(1)水溶性アミノフラーレンを用いた肺選択的siRNA輸送:アミノフラーレンTPFEから形成される自己集合型ナノ粒子を基盤とした生体内における階層的自己集合を利用し,肺選択的にsiRNAを輸送するシステムを構築することに成功した.静脈内に投与されたTPFE-siRNAは血清タンパクとの相互作用により粒子径がμmサイズまで速やかに増大し,他の臓器に比べ細い肺の毛細血管に選択的に蓄積したのち,TPFE-siRNA会合体へと再び解離し細胞内へと取りこまれる.このため,TPFEが時間経過とともに肺から除去されるため,ダメージの小さい効果的な肺選択的が達成される.低毒性の薬剤輸送システムへの応用が期待される.(2)フラーレン二重膜ベシクルの光応答性:水溶性五重付加型フラーレンから形成するフラーレン二重膜ベシクルへの光照射によりその性質を変化させることに成功した.フェニル五置換フラーレンからなるベシクルへの紫外光照射によりフラーレン部位同士が共有結合的にクロスリンクされ,二重膜に対する水透過性が減少することを見いだした.一方で,表面にヒドロキシクマリン部位を呈示したフラーレンベシクルは融合性を示すが,光照射による二量化反応を行う事で融合挙動が抑制された.(3)フラーレン二重膜ベシクルによる難溶性分子の可溶化:フラーレン二重膜ベシクルの膜内部への疎水性分子結合能を評価したところ,脂質二重膜に比べてより多くの疎水性分子を取り込めることが明らかとなった.また,フラーレン部位への可溶化については芳香族化合物に対して顕著な選択性を示した.これらの結果から,フラーレンベシクルが水に難溶性の薬剤に対する有用なキャリアであることが示された.

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (13 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Conformational Analysis of Single Perfluoroalkyl Chains by Single-Molecule Real-Time Transmission Electron Microscopic Imaging2014

    • Author(s)
      K. Harano, S. Takenaga, S. Okada, Y. Niimi, N. Yoshikai, H. Isobe, K. Suenaga, H. Kataura, M. Koshino, E. Nakamura
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 136 Pages: 466-473

    • DOI

      10.1021/ja411235x

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photo-cross-linking of Exterior of Fullerene Bilayer that Prevents Vesicle Aggregation2014

    • Author(s)
      K. Harano, A. Narita, E. Nakamura
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 43 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1246/cl.140143

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] siRNA delivery targeting to the lung via agglutination-induced accumulation and clearance of cationic tetraamino fullerene2014

    • Author(s)
      K. Minami, K. Okamoto, K. Doi, K. Harano, E. Noiri, E. Nakamura
    • Journal Title

      Sci. Rep.

      Volume: 4 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Photocrosslinking of Fullerene Vesicles that Prevents Phase Transition and Decreases Water Permeation2013

    • Author(s)
      K. Harano, A. Narita, E. Nakamura
    • Journal Title

      Chem. Lett.

      Volume: 42 Pages: 1176-1178

    • DOI

      10.1246/cl.130505

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Binding of Aromatic Molecules in the Fullerene-Rich Interior of a Fullerene Bilayer Vesicle in Water2013

    • Author(s)
      K. Harano, R. M. Gorgoll, E. Nakamura
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 49 Pages: 7629-7631

    • DOI

      10.1039/c3cc44510k

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Molecular Release from Fluorous Glass Substrates Triggered by Increase in Gas Concentration in Water2014

    • Author(s)
      YAMADA Junya, HARANO Koji, NAKAMURA Eiichi
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] Effect of Surface Structure on Molecular Release from Fluorous Surface Triggered by Increasing Gas Concentration in Water "2014

    • Author(s)
      Takakazu Seki, Junya Yamada, Koji Harano, Eiichi Nakamura
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] 高いミセル形成能,分散化能および制御可能な界面活性を有する五重付加型フラーレン類の開発2014

    • Author(s)
      新田寛久,磯村真由子,原野幸治,中村栄一
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] パーフルオロアルキル鎖の単分子実時間電子顕微鏡イメージング2014

    • Author(s)
      原野幸治,武永真也,岡田賢,新見佳子,吉戒直彦,磯部寛之,末永和知,片浦弘道,越野雅至,中村栄一
    • Organizer
      日本化学会第94春季年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学(愛知県)
    • Year and Date
      20140327-20140330
  • [Presentation] Self-Assembled Programmable Nanospheres for Gene and Drug Delivery2014

    • Author(s)
      Koji Harano, Kosuke Minami, Koji Okamoto, Kent Doi, Eisei Noiri, Eiichi Nakamura
    • Organizer
      International Symposium on Coordination Programming 2014 (ISCP2014)
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      20140120-20140122
  • [Presentation] Self-Assembly and Surfactant Properties of Conical Fullerene Amphiphiles2013

    • Author(s)
      Hirohisa Nitta, Mayuko Isomura, Koji Harano, Eiichi Nakamura
    • Organizer
      Tateshina Conference on Organic Chemistry
    • Place of Presentation
      蓼科フォーラム(長野県)
    • Year and Date
      20131108-20131110
  • [Presentation] Lung-Specific siRNA Delivery Using Water-Soluble Amino-Fullerene2013

    • Author(s)
      Koji Harano, Kosuke Minami, Koji Okamoto, Kent Doi, Eisei Noiri, Eiichi Nakamura
    • Organizer
      7th International Symposium on Nanomedicine (ISNM2013)
    • Place of Presentation
      九州工業大学(福岡県)
    • Year and Date
      20131107-20131109
    • Invited
  • [Presentation] 両親媒性コニカルフラーレンの自己集合と界面活性能2013

    • Author(s)
      新田寛久,磯村真由子,原野幸治,中村栄一
    • Organizer
      第3回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      20131022-20131024
  • [Presentation] 水溶性フラーレン二重膜ベシクルの芳香族分子可溶化能2013

    • Author(s)
      ゴルゴル リカルドミゾグチ,原野幸治,中村栄一
    • Organizer
      第3回CSJ化学フェスタ
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都)
    • Year and Date
      20131022-20131024
  • [Presentation] フルオラス相互作用を用いた表面機能化水溶性ナノカプセルの構築2013

    • Author(s)
      山田純也,水野慎一郎,原野幸治,中村栄一
    • Organizer
      第24回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      学習院大学(東京都)
    • Year and Date
      20130905-20130907
  • [Presentation] 水溶性フラーレン二重膜ベシクルへの芳香族分子の可溶化と選択性2013

    • Author(s)
      ゴルゴル リカルドミゾグチ,原野幸治,中村栄一
    • Organizer
      第24回基礎有機化学討論会
    • Place of Presentation
      学習院大学(東京都)
    • Year and Date
      20130905-20130907
  • [Presentation] Surface Programming of Sub-100 nm-sized Fullerene Bilayer Vesicles2013

    • Author(s)
      Koji Harano, Tatsuya Homma, Kosuke Minami, Shinichiro Mizuno, Junya Yamada, Eiichi Nakamura
    • Organizer
      Japan-China young scientist symposium “Frontier of coordination chemistry at the interface of nano and micro"
    • Place of Presentation
      分子科学研究所(愛知県)
    • Year and Date
      20130613-20130615
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子・薬剤キャリアとして機能する自己集合型プログラマブルナノスフィアの創製2013

    • Author(s)
      原野幸治
    • Organizer
      配位プログラミング第9回全体会議
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都)
    • Year and Date
      20130609-20130610
  • [Remarks] Curriculum Vitae (Koji Harano)

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/common/member/CV_harano.pdf

  • [Remarks] 東京大学 大学院理学系研究科化学専攻 物理有機化学研究室

    • URL

      http://www.chem.s.u-tokyo.ac.jp/users/common/NakamuraLab.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] Preparation of amorphous organic particles2014

    • Inventor(s)
      中村栄一,原野幸治,劉超
    • Industrial Property Rights Holder
      中村栄一,原野幸治,劉超
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      61950282
    • Filing Date
      2014-03-10
    • Overseas

URL: 

Published: 2015-05-28  

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