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

创建机械传感器靶向磁性纳米粒子并开发人类 iPS 细胞的精确行为控制技术

基本信息

批准号：
21K04787
负责人：
堀江正信
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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。

今年，我们主要对机械传感器靶向颗粒进行设计和开发，并评估了物理刺激对人IPS细胞的影响。具体而言，直径约为10 nm的磁铁矿颗粒的表面涂有氨基硅烷，以引入钉链。此外，通过呈现线粒体定向的化合物TPP和核转运信号肽，我们的目标分别分别提供线粒体和细胞核。通过将构造的磁铁矿颗粒嵌入带正电的脂质膜的构造磁铁矿颗粒，然后将它们进行自缀合并在带负电荷的细胞表面上进行。据认为，磁铁矿颗粒通过脂质体的主要成分浓汤的膜融合而从内体逸出。作为结构后测试，首先将颗粒纳入小鼠KRAS突变结肠癌CT26细胞（BALB/C）中，以评估其积累和细胞作用。将两种类型的线粒体靶向位点（TPP）构建为对照，并进行了评估。结果，无论是否存在TPP，都可以与AC磁场辐射引起的温度升高和温度升高。另一方面，没有TPP的细胞生存能力约为70％，而TPP的生存能力降低至约40％，表明细胞活力有效地杀死了。此外，当使用电子显微镜观察到上述掺入颗粒的细胞时，已经证实，TPP呈现的颗粒在线粒体中的主要积累更为主要积累。