異なる特性をもつ二種類の光を利用した生体内深部組織の修復・再生法の開発

开发一种利用两种不同性质的光修复和再生活体深层组织的方法

基本信息

批准号：
21H02983
负责人：
尾崎倫孝
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

外科領域において、創傷治癒の遅延、吻合部の縫合不全は術後合併症につながる。いくつかの基礎疾患を有している場合、このような合併症が起こりやすく予後にも影響する。本研究はそのような状況に対応するために、侵襲の少ない光を利用した生体内病変の分子・細胞機能操作技術の開発を試みる。体表から深部にいたる傷害組織を光照射により分子レベル・細胞レベルで修復・再生する技術には多くの先端的技術開発を必要とするが、臨床的に術後消化管などの縫合不全の予防・治療、創傷治癒促進、褥瘡・深部臓器の挫傷の治癒促進、移植臓器機能の改善、虚血性疾患の治療など広い分野への応用が期待される。当該年度に実施した研究の成果【近赤外光照射装置の準備およびランタノイド・ナノ粒子（LNP）の調整】細胞に近赤外光を照射するため、近赤外光照射装置を準備した。LNPは生体内送達用として血管内投与、貪食細胞による貪食可能なサイズのものを入手し、近赤外光照射装置とLNPによる照射システムの構築を行った。【培養細胞における青色光による遺伝子発現システムの開発】青色光照射によるターゲット遺伝子発現誘導システムとして、ルシフェラーゼ発現誘導系を準備し、生体組織内でも十分に機能するだけの発現強度と持続性を示す光照射条件を細胞レベルにて検討を行った。また、前述のシステムに導入するターゲットの選定と機能評価を進めた。これによって主に生存シグナル分子を青色光で制御するプローブを得て、導入細胞を作製し、青色光による生存能・増殖能の制御評価を進めた。【LNPを介した光操作のための基礎的検討】近赤外光のLNP照射により、アップ・コンバージョンにて近赤外光が青色光に変化することを確認した。同時に、光照射により若干の発熱反応が惹起されることが観察され、実際に使用する際は連続的な光照射は困難であり、時間間隔をあけ不連続的な照射条件が必要であると考えられた。

在外科领域，伤口愈合延迟和吻合口缝合失败会导致术后并发症。如果患者有多种基础疾病，则更容易出现此类并发症，影响预后。为了应对这种情况，本研究试图开发一种利用光来操纵体内病变的分子和细胞功能的技术，该技术的侵入性较小。利用光照射在分子和细胞水平上从身体表面到身体深处修复和再生受损组织的技术需要开发许多尖端技术，但在临床上可有效预防胃肠道缝合失败・预计将在治疗、促进伤口愈合、促进褥疮和深部器官挫伤愈合、改善移植器官功能、治疗缺血性疾病等广泛领域得到应用。今年的研究成果【近红外光照射装置的制备和镧系纳米粒子（LNP）的制备】制备近红外光照射装置，用近红外光照射细胞。我们获得了大小可以血管内给药并被吞噬细胞吞噬进行体内递送的LNP，并使用近红外光照射装置和LNP构建了照射系统。 [在培养细胞中使用蓝光的基因表达系统的开发] 作为使用蓝光照射的目标基因表达诱导系统，我们制备了荧光素酶表达诱导系统，并且我们制备了使用蓝光照射的荧光素酶表达诱导系统，并且光显示出足以在活体组织中发挥作用的表达强度和持久性。我们研究了细胞水平的照射条件。我们还进行了要引入上述系统的目标的选择和功能评估。由此，我们获得了主要用蓝光控制生存信号分子的探针，创建了转染细胞，并继续评估蓝光对生存和增殖能力的控制。 [通过LNP进行光操纵的基础研究] 我们确认，通过用LNP照射近红外光，近红外光通过上转换变成蓝光。同时，观察到光照射引起轻微的放热反应，并且认为在实际使用中连续光照射是困难的，并且需要具有时间间隔的不连续照射条件。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Period1 gene expression in the olfactory bulb and liver of freely moving streptozotocin-treated diabetic mouse

自由活动的链脲佐菌素治疗的糖尿病小鼠嗅球和肝脏中Period1基因的表达

DOI：
10.1016/j.bbrc.2021.04.049
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
3.1
作者：
Kanou H; Nagasawa K; Ishi Y; Chishima A; Hayashi J; Haga S; Sutherl;K; Ishikawa M; Ozaki M; Shirato H; Hamada K; Hamada T
通讯作者：
Hamada T

光プローブをもちいた肝の酸化ストレスと傷害（プログラム細胞死）の観察と評価

使用光学探针观察和评估肝脏氧化应激和损伤（程序性细胞死亡）